基于圖像序列的攝像機(jī)自標(biāo)定系統(tǒng)研究.pdf

1、攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域里從二維圖像獲取三維空間信息必不可少的步驟，被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、視覺(jué)監(jiān)控、三維重建等領(lǐng)域。自標(biāo)定方法僅利用攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)自身存在約束信息，與場(chǎng)景和攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，較傳統(tǒng)標(biāo)定方法和基于主動(dòng)視覺(jué)的標(biāo)定方法更具靈活性，成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究熱點(diǎn)。
　　本文對(duì)利用圖像序列進(jìn)行攝像機(jī)自標(biāo)定的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1）傳統(tǒng)的Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法檢測(cè)率和可重復(fù)率高，但無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要

2、求，而Trajkovic等提出的角點(diǎn)檢測(cè)器雖然計(jì)算量小,但是易對(duì)邊緣產(chǎn)生偽響應(yīng)，針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出一種新的基于Harris-MIC的快速角點(diǎn)檢測(cè)算法。該算法使用多格算法，并使用四個(gè)基礎(chǔ)方向上最小強(qiáng)度變化作為預(yù)處理結(jié)果，然后再使用自相關(guān)矩陣得到角點(diǎn)的響應(yīng)函數(shù)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，新算法改進(jìn)了Harris算法和MIC算法，能夠有效地抑制邊緣響應(yīng)及紋理角點(diǎn)，并且能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。
　　2）一般而言圖像序列尺度變化較小，針對(duì)此特點(diǎn)，本文利用基

3、于梯度分布的局部特征描述子對(duì)利用Harris-MIC算法獲得的角點(diǎn)進(jìn)行描述，然后匹配特征向量。相比SIFT（尺度不變特征變換）局部描述子，本文算法時(shí)間復(fù)雜度減小，并且對(duì)于圖像序列可以獲得類(lèi)似的效果。仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了算法的可行性和優(yōu)勢(shì)。
　　3）相比非線性估計(jì)方法和魯棒性估計(jì)方法，基礎(chǔ)矩陣的線性估計(jì)方法較為簡(jiǎn)單，尤其是規(guī)范化的8點(diǎn)算法較傳統(tǒng)8點(diǎn)算法在穩(wěn)定性和精度方面有了顯著的改進(jìn)，之后陳澤志等又根據(jù)殘差對(duì)各匹配點(diǎn)賦予權(quán)值，然而各種線性

4、估計(jì)算法均不能處理錯(cuò)誤匹配點(diǎn)，針對(duì)此情況，本文提出一種新的加權(quán)規(guī)范化8點(diǎn)算法，新算法在計(jì)算各匹配點(diǎn)殘差之后，對(duì)殘差進(jìn)行排序，并且根據(jù)事先確定的閾值去除部分殘差較大的匹配點(diǎn)，利用剩余的點(diǎn)重新估計(jì)基礎(chǔ)矩陣。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新算法在不失穩(wěn)定性的同時(shí)能夠提高基礎(chǔ)矩陣估計(jì)的精度。
　　4）基于本質(zhì)矩陣的攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)不使用隨圖像變化而變化的極點(diǎn)，并且智能優(yōu)化算法日益增多和完善，鑒于此本文提出將智能群體優(yōu)化算法中的改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法和細(xì)菌群體趨