基于立體視覺的三維重建關鍵算法研究及應用.pdf

1、圖像的三維重構是以圖像作為載體，從中獲取有用信號，進而得到被測物體表面的三維信息。隨著計算機技術的快速發(fā)展，圖像的三維重構已經成為計算機視覺領域的一個研究熱點并廣泛應用于航空測繪、視覺導航、運動分析、醫(yī)學診斷及工業(yè)檢測等領域。因此，本課題的研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　 以Marr的計算機視覺理論為基礎的雙目立體視覺方法是目前進行三維重構的一個重要方法，它運用兩個攝像機對同一景物從不同位置拍攝成像，并根據幾何原理實現三

2、維場景的恢復。本文以雙目立體視覺理論為基礎，重點對立體視覺測量中的關鍵技術：攝像機標定、立體匹配、三維重構等進行了研究。在攝像機標定部分，考慮到實驗儀器和實驗環(huán)境等實際因素，采用了步驟簡單、標定精度高的張正友平面標定法來獲取攝像機的內部參數，并對簡單的相機標定方法進行了研究。在立體匹配部分，對基于區(qū)域相關的匹配以及基于特征的匹配中常用的幾種相似性度量方法通過實驗進行了比較，并重點研究了基于Graph Cuts的立體匹配方法，該方法將立體

3、匹配問題轉化為一個能量函數最小化的問題，根據能量函數構造合適的圖網格，利用Graph Cuts 理論來有效地最小化該函數，從而實現立體匹配。在完成攝像機標定和立體匹配后，利用雙目立體視覺測量原理中空間點坐標的計算公式得到被測物體表面各點的三維坐標，并將數據轉換為深度圖像進行顯示，由于誤匹配等因素的存在，測量過程會產生一些噪聲，針對該問題研究了深度圖像的平滑算法。最后對物體進行三維重建，并用OpenGL 可視化輸出。
　　 為了驗