学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于彩色条纹结构光的三维重建方法研究

作　者: 耿飞
导　师: 吴成东；王晓哲
学　校: 东北大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 彩色条纹结构光编码 HSI空间颜色区分标定三维重建
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 108次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

三维重建是计算机视觉的主要目的和计算机辅助设计的核心问题。在各种建模和重建技术中,结构光技术以其简单、非接触、测量范围大、精度高的特点,获得了广泛的应用。本文研究了一种基于彩色条纹结构光的三维物体重建方法。主要工作包括彩色条纹的编码、颜色区分算法、边缘提取和解码算法、摄像机和投影仪标定方法、三维信息计算和三维重建方法。首先,研究了彩色条纹的编码。提出了利用RGB颜色立方体八个顶点值对彩色条纹进行编码的方法,所采用的特定编码顺序保证了各条纹编码的唯一性,有利于后续的解码处理。设计了一种新的边缘提取方法,对彩色图像中R、G、B三个通道分别提取边缘,再将结果进行合并处理获得图像的边缘信息。实验效果表明此方法可以得到较完整准确的边缘。第二,研究了将颜色信息从RGB空间转换到HSI空间中,实现对颜色区分的算法,以去除亮度不均的影响。提出了一种结合阈值和HSI空间的分色算法,利用阈值完成对于黑色和白色的识别,在HSI空间对彩色信息进行区分,实现对于彩色编码中使用的八种颜色的区分。提出了一种基于条纹颜色的解码算法,解决了物体表面不连续时的解码问题。实验结果表明,分色和解码算法可以实现较好的分色效果和准确的解码。第三,研究了使用标准板对摄像机进行标定的方法。利用标准板上标志点中心的空间坐标和图像坐标获得最优的摄像机投影矩阵。基于摄像机的投影矩阵和标准板平面方程完成了投影仪的标定。最后,研究了通过摄像机和投影仪的标定参数计算物体表面三维信息的方法。研究样条插值运算的算法并利用样条插值实现对物体表面的三维重建。通过实验证明了文中提出方法的有效性与先进性。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 论文研究的目的和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 结构光系统的组成与测量原理  14-16
    1.3.1 系统硬件组成  14-15
    1.3.2 三角测量原理  15-16
  1.4 结构光系统中的关键技术  16-18
    1.4.1 结构光投影图案的设计  16-17
    1.4.2 结构光系统的标定  17-18
  1.5 本文主要研究内容  18-19
第2章投影图案设计与图像处理方法研究  19-29
  2.1 投影图案设计  19-20
    2.1.1 投影图案的选择  19
    2.1.2 彩色条纹样式的设计  19-20
  2.2 图像平滑滤波处理  20-21
  2.3 边缘信息提取与处理  21-26
    2.3.1 边缘提取方法  21-25
    2.3.2 边缘信息合并  25-26
  2.4 实验结果分析  26-27
  2.5 本章小结  27-29
第3章颜色分化与解码处理方法研究  29-39
  3.1 基于阈值的分色处理  29-31
  3.2 HSI空间分色  31-35
    3.2.1 HSI空间  32
    3.2.2 RGB空间向HSI空间转换  32-34
    3.2.3 单色信息的处理  34-35
  3.3 边缘解码处理  35-37
  3.4 实验结果及分析  37-38
    3.4.1 分色实验结果及分析  37
    3.4.2 边缘解码实验结果和分析  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章系统标定方法研究  39-53
  4.1 坐标系  39-41
    4.1.1 图像坐标系  39-40
    4.1.2 成像平面坐标系  40
    4.1.3 摄像机坐标系  40-41
    4.1.4 世界坐标系  41
  4.2 摄像机标定  41-46
    4.2.1 摄像机模型  41-42
    4.2.2 摄像机参数标定  42-46
  4.3 投影仪标定  46-48
  4.4 实验结果及分析  48-52
    4.4.1 摄像机标定结果分析  48-50
    4.4.2 投影仪标定结果分析  50-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章三维重建方法研究  53-63
  5.1 三维信息计算  53-54
  5.2 深度信息插值计算  54-58
    5.2.1 线性插值方法  55-56
    5.2.2 三次样条插值  56-58
  5.3 实验结果及分析  58-62
    5.3.1 三维信息计算结果  58-61
    5.3.2 样条插值运算结果  61-62
  5.4 本章小结  62-63
第6章总结与展望  63-65
  6.1 总结  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
作者简介  70

相似论文

我国典型低挥发分煤热解成分的定量分析,TQ530.2
基于DSP的集成光栅细分数显装置的研制,TH822
转轴径向跳动和转速实时检测光电系统的研究,TH822
基于纹理特征的视频编码技术研究,TP391.41
医学超声图像的三维可视化研究,TP391.41
有标记点的人体三维运动数据获取方法的研究,TP391.41
PCB视觉检测系统中相机标定算法与位姿测定技术,TP391.41
晶圆传输机器人关键控制技术研究,TP242.2
深水管道回接位姿检测系统研究,TE973.3
江苏省稻瘟病菌遗传多样性及水稻抗瘟基因鉴定,S435.111.41
中老年人健身认知观念的研究,G812.4
2006～2010年某院肺癌病案中M8000/3编码者相关特征分析,R734.2
口角蜗轴的三维立体结构研究,R782.2
急性白血病儿童还原型叶酸载体基因多态性研究,R733.71
豚鼠耳蜗三维重建与基底膜模态数值模拟的研究,R764
豚鼠内耳前庭结构三维重建与温度场数值模拟的研究,R764
基于P2P流媒体系统的设计与实现,TN919.8
水果采摘机器人视觉控制及其轨迹规划研究,TP242.6
分布式喷泉码的应用研究,TN911.2
基于H.264的解码器端错误遮蔽方法研究,TN919.81
基于H.264/AVC可分级视频编码算法的研究,TN919.81