基于雙目立體視覺(jué)的三維模型重建方法研究.pdf

1、物體三維重建是計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和數(shù)字媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域的共性科學(xué)問(wèn)題和核心技術(shù)?；陔p目立體視覺(jué)的三維重建利用處于不同位置的兩臺(tái)相機(jī)或一臺(tái)相機(jī)經(jīng)過(guò)平移或旋轉(zhuǎn)拍攝同一場(chǎng)景,通過(guò)計(jì)算物理點(diǎn)在兩幅圖像中的視差,得出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)值,從而重建該場(chǎng)景。該技術(shù)由于其價(jià)格低廉、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為三維重建領(lǐng)域中的重要方法。如何有效標(biāo)定相機(jī)、有效校正圖像、提高立體匹配的精度和效率及三維點(diǎn)云的高效重構(gòu)是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn),本文針對(duì)

2、以上四個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　首先,分析了兩種相機(jī)成像模型的標(biāo)定方法,根據(jù)本課題研究中采用的雙目相機(jī)以及支架的特點(diǎn),提出了基于2D棋盤(pán)格平面模板進(jìn)行單目相機(jī)的二次標(biāo)定方法,提高了標(biāo)定精度。
　　其次,提出了一種基于內(nèi)參估計(jì)的未標(biāo)定立體圖像對(duì)的校正方法,只需要給出初始圖像中的幾組匹配點(diǎn),基于匹配點(diǎn)在校正后的圖像中滿足極線幾何約束這一條件,通過(guò)最小化所有匹配點(diǎn)的桑普森誤差值,得到系統(tǒng)方程并估計(jì)內(nèi)參,從而得到最優(yōu)的校正圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果表明,在標(biāo)定參數(shù)未知的情況下可以得到較好的校正圖像,為立體匹配提供標(biāo)準(zhǔn)的立體圖像對(duì)。
　　再次,提出了一種基于聯(lián)合相似性測(cè)度和導(dǎo)向?yàn)V波器的立體匹配算法。該算法采用像素的灰度及其梯度的線性組合作為相似性度量,同時(shí)采用具有保邊特性且計(jì)算量不依賴于濾波核大小的導(dǎo)向?yàn)V波器作為自適應(yīng)支持權(quán)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能獲得有效的視差圖,算法效率較高且具有良好的輻射不變性。
　　最后,針對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)重構(gòu)中的點(diǎn)云精簡(jiǎn)問(wèn)題,提出了基于八叉樹(shù)