不同介質下的雙目立體匹配算法研究.pdf

1、雙目立體視覺技術在于重建場景的三維信息，具有非接觸、精度高、信息量大等優(yōu)點，在機器人導航、航空測繪、海底勘探等諸多領域有著廣泛的應用。其中，立體匹配是立體視覺中最重要也最困難的步驟，匹配精度和匹配速度將直接影響著立體視覺的應用。本文以雙目立體視覺系統(tǒng)為研究對象，針對空氣和水兩種不同介質，分別對現有的立體匹配算法做出改進，主要做了以下工作：
　　(1)本文首先從攝像機成像模型出發(fā)，介紹了線性、非線性以及水下攝像機的折射模型，并引出了

2、各坐標系間的轉換關系；同時建立了平行雙目立體視覺系統(tǒng)，給出視差與深度的關系；對現有立體匹配算法的基本原理、處理流程、約束關系以及不同分類進行了總結概括。
　　(2)針對單一匹配代價算法局限性強、固定參數融合方式適應性差等問題，提出一種基于自適應參數的多種匹配代價函數融合算法。采用SAD和Census算法，分別計算像素點代價；通過統(tǒng)計像素點在視差范圍內代價的平均值和標準差，得到對應的權值；根據一定關系，對兩種算法進行加權融合，得到新

3、的代價函數。實驗結果表明，該算法綜合了單一算法的優(yōu)點，誤匹配率降低約12％；并且該代價函數可以自適應的選擇最優(yōu)融合方式，對弱紋理、重復紋理和光照變化等情況，表現出了良好的適應性，為后續(xù)的局部和全局匹配算法打下了堅實基礎。
　　(3)針對水下非平行雙目成像系統(tǒng)圖像匹配時無法進行平行校正，并且不再滿足空氣中的極線約束條件這一問題，推導出一種適用于水下的極線約束模型。根據攝像機和防水罩間相對位置關系的不同，將水下雙目成像方式分為平行成像