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基于双目视觉的三维重建研究

作　者: 黄虎兵
导　师: 高清维
学　校: 安徽大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 三维重建双目视觉立体匹配摄像机标定
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

三维重建是计算机视觉的一个独立分支方向,由于现代计算机的运算能力使其得到集中的发展。在其广泛的应用推动下,产生了诸多研究算法,利用双目视觉进行三维重建就是其中的一种。双目视觉是利用摄像机获取场景物体的多方位视角的感知图像,通过几何成像的原理,对获取的图像像素之间的位置偏差(视差)进行计算,进而恢复出场景物体的三维信息。研究它,在视觉生理和工程应用中均有十分重要的意义。本文从双目视觉成像入手,针对双目图像的获取、摄像机标定、图像预处理、立体匹配直至三维重建的全过程进行了细致的研究分析,主要进行了如下几项工作：1、摄像机标定方面,对传统的摄像机标定方法进行了比较分析。采用了种介于传统标定方法和自标定方法之间的方法一张正友的基于平面标定模板的摄像机标定方法来实现标定。2、图像特征提取上,研究了噪声的去除的经典算法,针对传统的Laplacian算子在边缘提取上的不足,提出了一种与Sobel算子结合的Laplacian算子进行边缘的特征提取。3、立体匹配方面,重点研究了基于特征点的匹配方法,采用了SIFT特征点提取和匹配算法,并获得了匹配点的图像坐标。该方法匹配速度快,并有利于三维重建的快速实现。论文的最后借助Matlab实验仿真环境,实现了从摄像机标定到图像预处理及立体匹配和三维重建的全过程,获得了良好的重建效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
插图清单  8-9
Illustration List  9-10
第1章绪论  10-15
  1.1 计算机视觉的发展  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 论文主要内容及章节安排  13-15
第2章双目立体视觉  15-23
  2.1 针孔成像模型  15-17
  2.2 双目视觉模型  17-22
    2.2.1 标准双目视觉模型  18-19
    2.2.2 会聚式双目视觉模型  19-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章摄像机标定  23-32
  3.1 传统标定方法  24-26
    3.1.1 万能摄像机标定  24-26
    3.1.2 迭代法  26
  3.2 自标定方法与主动视觉标定方法  26-28
    3.2.1 自标定方法  26-27
    3.2.2 主动视觉标定方法  27-28
  3.3 标定方法的选取与实现  28-31
    3.3.1 标定方法的选取  28-29
    3.3.2 标定方法的实现  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章改进的Laplacian图像边缘提取  32-40
  4.1 图像去噪  32-35
    4.1.1 中值滤波  33-34
    4.1.2 均值滤波  34-35
  4.2 图像边缘特征提取  35-39
    4.2.1 Laplacian算子检测原理  35-36
    4.2.2 改进的Laplacian边缘特征提取  36-39
  4.3 本章小结  39-40
第5章立体匹配与三维重建  40-52
  5.1 立体匹配基础  40-42
    5.1.1 匹配基元  40-41
    5.1.2 匹配准则  41-42
  5.2 SIFT匹配  42-47
    5.2.1 SIFT算法基础  43-44
    5.2.2 SIFT匹配过程  44-45
    5.2.3 匹配实验  45-47
  5.3 三维重建  47-51
    5.3.1 三维重建基本原理  47-48
    5.3.2 三维重建实验  48-51
  5.4 本章小结  51-52
第6章小结与展望  52-54
  6.1 论文小结  52
  6.2 展望  52-54
参考文献  54-58
致谢  58

基于双目视觉的三维重建研究

内容摘要

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