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基于图像序列的三维重建

作　者: 杨锋
导　师: 赵杰
学　校: 河北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 特征点提取图像匹配摄像机自标定三维重建
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 94次
引　用: 1次
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内容摘要

视觉是人类获取信息、认识世界的重要途径。计算机视觉就是用计算机模拟人眼的视觉功能,从图像或图像序列中提取信息,对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别。在最近三十年内,计算机视觉技术有了突飞猛进的发展,其应用范围遍及工业、农业、医学、军事等多个领域。三维重建技术是研究如何通过二维信息来获取物体在空间中的三维信息的技术,具有广泛的应用前景。它涉及到的学科也非常广泛,包括特征点提取、图像匹配、多视图几何理论、数值分析方法、计算机图形学、三维建模等多个领域。本文提出了一种两幅图像间基本矩阵的自动计算算法,该算法结合SIFT特征点,并以RANSAC算法作为搜索引擎。该算法仅需图像作为输入,不需要其它先验信息；而输出是基本矩阵的估计以及一组对应的特征点。本文设计并完成了一种基于图像序列的三维重建系统,详细地阐述了系统实现的流程,对其中涉及到的特征点提取与匹配、图像间关系建立、运动与结构的更新、自标定、稠密匹配等多种技术进行了较深入的研究。实验证明,本文实现的三维重建系统能够较好地还原出实际物体的外观,并且具有较高的重建精度。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 选题背景及其意义  10-11
  1.2 基于图像序列的三维重建  11-12
  1.3 课题来源及国内外研究现状  12-14
  1.4 本文所做工作及论文组织结构  14-15
  1.5 本章小结  15-16
第2章射影几何原理概述  16-29
  2.1 射影几何原理  16-20
    2.1.1 射影平面  17
    2.1.2 三维射影空间  17-18
    2.1.3 变换  18
    2.1.4 二次曲线和二次曲面  18-20
  2.2 三维几何的层次  20-28
    2.2.1 射影层次  21-22
    2.2.2 仿射层次  22-24
    2.2.3 度量层次  24-27
    2.2.4 欧氏层次  27
    2.2.5 不同层次的比较  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第3章摄像机模型和多视图几何  29-40
  3.1 摄像机模型  29-34
    3.1.1 摄像机基本针孔成像模型  29-31
    3.1.2 摄像机内部参数模型  31-32
    3.1.3 摄像机内部畸变模型  32-33
    3.1.4 摄像机外部参数模型  33-34
  3.2 多视图几何  34-38
    3.2.1 两视图几何  34-37
    3.2.2 多视图几何  37
    3.2.3 空间坐标的三维重构  37-38
  3.3 本章小结  38-40
第4章摄像机自标定  40-51
  4.1 摄像机标定  41-42
    4.1.1 场景相关信息  41-42
    4.1.2 摄像机相关信息  42
  4.2 摄像机自标定  42-46
    4.2.1 绝对二次曲线  43-44
    4.2.2 绝对对偶二次曲线  44
    4.2.3 自标定原理  44-46
  4.3 基于绝对对偶二次曲面的自标定方法  46-48
    4.3.1 利用内参数K的约束求解Q_∞~*  46-48
    4.3.2 非线性优化  48
  4.4 纯旋转摄像机自标定  48-50
  4.5 本章小结  50-51
第5章度量三维重构  51-65
  5.1 度量重构系统方法简介  51-52
  5.2 射影重构  52-58
    5.2.1 图像关联  53-56
    5.2.2 初始化结构  56-57
    5.2.3 增加一幅图像  57
    5.2.4 关联其他图像  57-58
  5.3 从射影重构到度量重构  58-60
  5.4 稀疏模型表面的稠密匹配  60-63
  5.5 度量重构模型的构造  63-64
  5.6 本章小结  64-65
第6章总结  65-67
  6.1 本文所做的主要工作  65-66
  6.2 进一步的研究工作  66-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表论文情况  71-72
致谢  72

基于图像序列的三维重建

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