学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于特征基元的摄像机自标定方法研究

作　者: 吴昌柱
导　师: 王庆
学　校: 西北工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 兴趣点相位一致性特征点匹配基本矩阵绝对二次曲线摄像机自标定临界运动序列
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 310次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文的研究内容为基于特征点的摄像机自标定方法的研究,主要包括特征点检测、序列图像中的特征点匹配以及摄像机自标定等三个方面。随着光电子技术和数字序列图像处理及分析技术的深入发展,由运动恢复形状的研究越来越受到研究人员的重视。此外,许多导航或控制任务,如目标跟踪、障碍避免以及地图创建等都需要摄像机(或目标)的运动参数和场景的欧氏结构信息,而所有这些信息的获取都需要首先确定摄像机的内部参数。因此,这些应用使得摄像机的自标定成为计算机视觉研究的一个热点。本文在前人工作的基础上,设计并实现了一个基于特征点的摄像机自标定系统原型,并期望在此基础上增强对算法的理解以及对摄像机自标定问题的求解提出改进。总结本文的主要研究工作和内容如下: 在特征点检测方面,分类总结了现有的二维图像特征(兴趣点)检测方法,分析了不同方法各自的优缺点,并着重分析和评价了几种典型的兴趣点检测方法的性能。针对当前兴趣点检测中没有统一的响应阈值这一问题,提出了一种基于相位一致性的兴趣点检测方法。实验表明,该方法能实现各种类型兴趣点的准确检测和精确定位。在特征点匹配方面,总结了序列图像中的特征点匹配的研究现状,分析了特征点匹配中存在的主要困难。论述和分类总结了基本矩阵估计的基本原理和估计方法。利用外极线几何约束和唯一性约束,实现了一种同时实现序列图像中的特征点匹配和基本矩阵估计的鲁棒性方法,并取得了较好的实验结果。在摄像机自标定方面,分别介绍了在摄像机内部参数固定、内部参数可变以及某些特殊运动序列的情况下如何实现摄像机自标定的方法,并通过实验对几种典型的摄像机标定方法进行了分析。在此基础上,设计和实现了一个摄像机自标定系统的系统原型。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 研究的背景和研究意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 本文概述  10-14
    1.3.1 研究内容  10-11
    1.3.2 主要工作及成果  11-12
    1.3.3 本文的章节安排  12-14
第二章射影几何与摄像机模型  14-26
  2.1 射影几何  14-18
    2.1.1 一些重要的概念  14-16
    2.1.2 几何的层次划分  16-18
  2.2 摄像机模型  18-21
    2.2.1 摄像机针孔模型  18-21
    2.2.2 仿射摄像机模型  21
  2.3 多视角几何  21-24
    2.3.1 二视点几何  21-23
    2.3.2 三视角几何  23-24
    2.3.3 更多视点  24
  2.4 小结  24-26
第三章兴趣点检测方法  26-38
  3.1 兴趣点检测的研究现状  26-29
    3.1.1 兴趣点检测方法分类  26-27
    3.1.2 兴趣点检测方法回顾  27-29
  3.2 对数-Gabor滤波器  29-31
    3.2.1 一维对数-Gabor滤波器  29-30
    3.2.2 二维对数-Gabor滤波器  30-31
  3.3 基于相位一致性的兴趣点检测方法  31-34
    3.3.1 一维信号的相位一致性  31-32
    3.3.2 二维信号中特征的相位一致性  32-33
    3.3.3 相位一致性计算流程  33-34
  3.4 实验结果及分析  34-36
    3.4.1 人工合成图像  34-35
    3.4.2 真实图像  35-36
  3.5 小结  36-38
第四章特征点匹配  38-54
  4.1 研究现状  38-40
    4.1.1 存在的困难  38
    4.1.2 方法分类  38-40
  4.2 一种稀疏特征匹配的全局方法  40-46
    4.2.1 几个特殊矩阵的定义  41
    4.2.2 问题描述  41-42
    4.2.3 算法步骤  42-46
  4.3 基于奇异值分解的特征点匹配方法  46
  4.4 基本矩阵的估计方法  46-50
    4.4.1 八点法  47-48
    4.4.2 非线性迭代法  48-49
    4.4.3 LMedS估计方法  49-50
  4.5 实验结果与分析  50-52
  4.6 小结  52-54
第五章摄像机自标定  54-70
  5.1 引言  54
  5.2 内参数固定下的摄像机自标定方法  54-62
    5.2.1 一般运动下摄像机自标定方法  54-60
    5.2.2 特殊运动下摄像机自标定方法  60-62
  5.3 内参数可变下的摄像机自标定方法  62-63
  5.4 实验结果与分析  63-66
    5.4.1 模拟数据  63-65
    5.4.2 真实图像实验  65-66
  5.5 临界运动序列(Critical Motion Sequence，CMS)  66-69
    5.5.1 内参数固定下的临界运动序列  67-68
    5.5.2 摄像机焦距可变下的临界运动序列  68-69
  5.6 小结  69-70
第六章总结和展望  70-72
  6.1 本文工作及成果总结  70-71
  6.2 本文存在的不足及今后研究方向  71-72
参考文献  72-78
攻读硕士学位期间发表的论文  78-80
致谢  80-82
西北工业大学学位论文知识产权声明书  82
西北工业大学学位论文原创性声明  82

基于特征基元的摄像机自标定方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文