双目视觉立体匹配算法研究

东北大学硕士学位论文双目视觉立体匹配算法研究姓名：唐麟申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：徐心和20060201双目视觉立体匹配算法研究作者：唐麟学位授予单位：东北大学参考文献(30条)1.吴健康.肖锦玉计算机视觉基本理论和方法19932.高文.陈熙霖计算机视觉--算法与系统原理19983.马颂德.张正友计算机视觉--计算理论与算法基础19984.徐光佑计算机视觉19995.张福学机器人学--智能机器人传感技术19966.吴祥瑞机器人技术及应用19947.周国清.唐晓芳计算机视觉及应用1996(08)8.SMSmith.JMBradySUSAN-anewapproachtolowlevelimageprocessing1997(01)9.ANobleFindingCorners1988(02)10.CHarris.MStephensACombinedCornerandEdgeDetector198811.BakerHHDepthfromedgeandintensitybasedstereo198112.RDavidArnoldAutomatedStereoPerception198313.PABeardsley.PHSTorr.AZisserman3Dmodelacquisitionfromextendedimagesequences199614.PritchettZissermanAMatchingandReconstructionfromWidelySeparatedViews199815.MaximeLhuillier.LongQuanRobustDenseMatchingUsingLocalandGlobalGeometricConstraints200016.ZZhengFlexibleCameraCalibrationbyViewingaPlanefromUnknownOrientations199917.OFaugeras.QTLuong.SMaybankCameraSelf-Calibration:TheoryandExperiments199218.SJMaybank.OFaugerasATheoryofSelf-CalibrationofaMovingCamera1992(02)19.MPollefeys.LVanGoolVisualmodelingwithahand-heldcamera2004(03)20.ZZhang.RDeriche.OFaugeras.Q.T.LuongARobustTechniqueforMatchingTwoUncalibratedImagesthroughtheRecoveryoftheUnknownEpipolarGeometry199521.谢志鹏.陈锻生基于VfW的实时视频图像采集处理程序设计[期刊论文]-微机发展2004(11)22.陈亮.张雄伟MicrosoftVFW在视频处理中的应用[期刊论文]-电视技术2002(8)23.贺添.张建州基于VFW和DirectShow的实时视频采集和压缩[期刊论文]-计算机应用研究2004(5)24.周熙潼.施鹏飞快速HLS彩色空间变换方法1998(09)25.DavidAForsyth.JeanPonceComputerVision:AModernApproach200326.钟慧湘.庞云阶.冯月萍估计基本矩阵的一个新方法[期刊论文]-仪器仪表学报2004(z3)27.HCLonguet-HigginsAcomputeralgorithmforreconstructingascenefromtwoprojections1981(10)28.RichardIHartleyInDefenceofthe8-PointAlgorithm199529.WojciechChojnacki.MichaelJBrooks.AntonvandenHengel.DarrenGawleyRevisitingHartley'sNormalizedEight-PointAlgorithm2003(09)30.ESojkaANewAlgorithmforDirectCornerDetectioninDigitalImages2002相似文献(10条)1.期刊论文李海军.任传成.郭一军一种改进平行双目视觉立体匹配的方法-福建电脑2007(3)平行双目视觉系统是通过两个摄像头获取信息后,需要对获得图像进行特征提取,其目的是为了得到匹配赖以进行的图像特征.本文提出了一种提高匹配准确性的一种方法,就是利用了Canny算子与Sobel算子相结合对图像进行处理后再匹配的方法.2.学位论文彭京基于双目视觉的立体匹配和三维重构研究2004立体视觉技术是计算机视觉领域的经典课题,双目立体视觉由于具有仿人类双目的特点,成为立体视觉领域的热点.为了使行星车实现自主导航、避障和路径规划,需要实时的对周围环境和地貌进行扫描、重构和识别.正是在这种背景下,该文开展了利用类似人类的双目立体视觉系统拍摄图片并进行对应点匹配和三维重构的研究工作.在图像预处理阶段,该文首先研究了最优的滤波器方案.进而研究了马尔和希尔德累斯边缘检测方法和Canny最优边缘检测理论和边缘检测方法.通过实验对这两种边缘检测方法进行了对比研究,为实际应用中选取提供了依据.针对区域匹配计算量大而特征匹配算法复杂的缺点,该文提出了一种使用多种约束和双阈值判断的快速而可靠的粗细结合的双层立体匹配方法.第一层粗匹配通过灰度相关和双阈值判断获得最佳匹配点和候选匹配点,第二层细匹配以第一层粗匹配的输出为导引,从图像结构和视差相容方面寻求全局意义上的最佳匹配,从而使系统对复杂场景具有较好地自适应性.实验结果表明,该算法稳定可靠,较好的解决了单层匹配所存在的问题.该文对匹配的离散点进行了Delaunay三角剖分,获得这些离散点的结构信息.进而在三角形顶点加入深度信息,得到了三维的三角网格结构.为了能够方便直观地观察重构效果,该文选用OpenInventor作为该文的三维可视化工具,得到了三角网格面片模型,具有很直观的效果.同时该文建立了双目视觉立体匹配和三维重构系统,具有实时采集图像并进行边缘检测、对立体图像对进行自动匹配和对匹配后的三维离散点进行三角网格划分以及可视化重构的功能.总之,该文的意义在于以基于视觉的行星车自主导航和路径规划为背景,研究双目立体视觉匹配和重构的基本方法.尽管该文建立的双目视觉立体匹配和三维重构系统还不完善,但是通过这个系统研究了包括图像采集卡的编程、位图编程、实时图像处理、立体图像对匹配和重构等方面的理论和方法,提供了研究双目视觉匹配和重构的思路和线索,对于今后进一步的研究具有重要的参考价值.3.学位论文张金苓基于特征点和灰度相关的双目视觉匹配研究2007双目视觉由于仿照人类视觉的立体感知过程，成为计算机视觉领域的研究热点。立体匹配是双目视觉中最关键的步骤，立体匹配根据对所选特征的计算，建立特征间的对应关系，将同一空间点在不同图像中的映像点对应起来，并由此得到视差图像。本文利用双目立体视觉系统获取的图像展开了立体匹配的研究工作。首先全面阐述了双目立体视觉理论及研究内容，并且根据选择的立体视觉成像系统模型介绍了立体视觉测距的基本原理。其次在视觉图像预处理阶段，介绍了图像的灰度线性变换、直方图均衡化、平滑滤波及图像锐化等内容，并给出了视觉图像预处理的结果图。另外在分析了边缘检测算子对图像特征提取的基础上，针对立体匹配的要求，研究了一种基于对称指数滤波与Laplacian相结合的边缘检测算法。最后阐述了双目视觉立体匹配原理，详细分析了立体视觉匹配算法。针对灰度相关匹配计算量大、特征匹配算法复杂的特点，研究并实现了一种基于多特征约束的分阶段立体匹配算法。实现过程中，选择特征与区域相结合的复合基元，在第一阶段通过灰度相关双阈值判断获取最佳匹配点和候选匹配点，第二阶段则以第一阶段粗匹配结果为基础，依据图像的视差相容性约束寻求最佳匹配。实验结果表明，该算法取得了较好的匹配效果。4.期刊论文张鹏炜.张智诠.胡磊.栾胜.ZHANGPeng-wei.ZHANGZhi-quan.HULei.LUANSheng一种用于外科手术导航的双目视觉简化系统-光电工程2009,36(6)针对外科手术导航光学定位仪参数标定过程繁琐和对应点匹配歧异性大的问题,进行了双目立体视觉简化系统的研究.运用坐标变换方法一次性标定系统24个参数;选用黑白棋盘格标记物和运用相似性度量原理,简化立体匹配过程、提高立体匹配准确度.利用标定后的系统对标记物之间的距离进行测量,在距双目视觉传感单元1.5m范围内误差小于1mm.交叉韧带重建手术导舷模拟实验表明:该系统具有稳定,可靠,标定方法简单,匹配准确,定位精度高的特点,能够满足外科手术导航的要求.5.学位论文王鵾基于计算机双目视觉技术的人体康复系统的研究2005本文在研究双目视觉和国内外康复系统发展现状的基础上，提出将计算机双目视觉技术应用于人体康复过程自动识别系统，研究基于计算机双目视觉技术的人体康复过程自动识别系统。康复治疗的目标是使肌体受伤的患者尽可能地恢复行动自由和工作能力。通常，康复治疗是一个使用一系列辅助传感器装置矫正不受控动作行为的动态过程。近年来全世界对康复系统的研究取得了长足的进步。计算机立体视觉是机器人研究的重要内容，被人们广泛研究。随着研究的不断深入，计算机双目视觉技术在生物医学、制造工业和信息工业等领域逐渐显示出很好的应用前景。本论文研究从两幅二维图像获得三维场景的计算机平行双目视觉技术。主要研究目的是通过利用同一康复训练肢体的两幅不同图像实现空间三维坐标的重建。立体匹配技术作为视觉方法中的基础理论之一，即能提供单目视觉所无法实现的深度信息，又能为多目视觉奠定基础模型，因此立体匹配一直是计算机视觉的一个重要研究课题。本论文从三个方面总结了立体匹配的方法，即基元选择、匹配准则和算法结构。并以这三个方面为基础，本论文提出基于模板匹配的手动提取特征点、自适应灰度互相关相似性的立体特征点匹配和极线匹配测量等方法相结合的匹配测量算法。该算法的主要思想是根据匹配所得的参数，计算出空间点的深度值等三维坐标。实验结果表明该方案的理论基础是完全正确的，实验方案也是切实可行的。可以满足现场有些尺度检测及定位检测的需求。为计算机双目视觉识别系统与相应的康复治疗系统相结合提供了较好的基础。6.学位论文刘继艳基于双目视觉运动背景下的目标检测2009利用双目视觉技术对视频处理是当前计算机视觉领域的前沿研究课题，在军用和民用领域有着广泛的应用。本文基于双目视觉以完成运动背景下目标检测为主要目的，研究了双目视觉下的立体匹配、全局运动估计以及运动背景下目标检测三方面的内容。本文深入研究了马尔科夫随机场(MRF)模型的立体匹配。在构建MRF全局能量函数时，建立了融合灰度和梯度特征的数据项。利用改进的置信度传播算法得到视差图，经过MRF因果系统进行校正。实验表明该方法提高了立体匹配的正确率。全局运动估计是运动背景下目标检测的关键步骤。本文提出了一种基于特征点结合最小平方中值(LMedS)和最小二乘法(LS)的全局运动估计算法。首先建立摄像机运动模型，然后使用最小核值相似区(SUSAN)算法进行特征点提取，利用带权值的圆形匹配模板，结合灰度和SUSAN初始响应值相似性测度的算法进行特征点匹配，最后结合LMedS和LS估计全局运动的参数。实验表明了该算法的有效性。在目标检测研究方面，基于双目视觉静态背景下视差图背景差分法在目标与背景具有相似灰度特征和光照发生变化情况下可以有效地检测目标；单目视觉下，利用全局运动补偿的连续帧间灰度差分法实现了运动背景下的目标检测；基于双目视觉运动背景下，本文提出了结合灰度和视差连续帧间差分的目标检测算法，该算法与仅利用灰度或视差的方法相比具有鲁棒性；在多个目标相交的情况，利用视差图对目标进行分割。7.期刊论文雷蕴奇.宋晓冰.袁美玲.柳秀霞.欧阳江帆.LEIYun