基于SIFT特征描述子的立體匹配算法研究.pdf

1、視覺是人類觀察世界、認(rèn)知世界的重要手段，人類從外界獲取的信息約有75％來自視覺系統(tǒng)。立體視覺是一門研究如何用機(jī)器來代替人類視覺對(duì)客觀世界進(jìn)行理解和認(rèn)知的學(xué)科，是由多幅圖像（一般是由兩幅圖像）獲取物體三維幾何信息的方法，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)三維場景的感知、識(shí)別和理解，和其他方法相比，通過立體視覺進(jìn)行三維重建具有硬件成本低，實(shí)現(xiàn)簡單等特點(diǎn)，因此它作為計(jì)算機(jī)視覺的一個(gè)重要分支受到了國內(nèi)外研究人員的重視。經(jīng)過20多年的研究，立體視覺在機(jī)器人視覺導(dǎo)航、

2、航空測控、軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷及工業(yè)檢測中的應(yīng)用越來越廣，性能不斷提高，其理論正處在不斷發(fā)展與完善之中。 本文對(duì)立體視覺中最困難也是最重要的立體匹配問題作了深入的研究，參考大量國內(nèi)外的參考文獻(xiàn)，詳細(xì)介紹了立體視覺的理論基礎(chǔ)，并對(duì)立體匹配算法的四大關(guān)鍵要素：特征空間，相似性度量，搜索空間和搜索策略進(jìn)行了全面而系統(tǒng)地分析，在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)常見的立體匹配算法進(jìn)行了一個(gè)簡單分類：區(qū)域匹配，特征匹配和相位匹配，詳細(xì)介紹了每類算法的基本原理

3、、算法特性和優(yōu)缺點(diǎn)。通過對(duì)各類立體匹配算法的研究發(fā)現(xiàn)，立體匹配算法是強(qiáng)依賴于圖像本身的，也就是說往往不同的立體匹配算法都是針對(duì)不同類型的圖像的匹配問題的，因此迄今為止，尚不存在一種通用的得到大家公認(rèn)的立體匹配算法可以處理任何類型圖像的匹配問題，并且隨著實(shí)際應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求的不斷提高，現(xiàn)有的立體匹配算法有時(shí)候可能并不能完全滿足系統(tǒng)的應(yīng)用需求，尤其是如何在保證算法匹配有效性和準(zhǔn)確性的前提下提高算法的魯棒性，這已經(jīng)成為當(dāng)前立體匹配算法

4、研究的一個(gè)重要目標(biāo)之一。 基于此研究目標(biāo)，本文介紹了局部特征描述子的匹配性能評(píng)估實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上提出了基于SIFT特征描述子的立體匹配算法，在基于特征點(diǎn)的立體匹配框架中，利用圖像梯度信息，引入基于三維梯度方向直方圖的SIFT特征描述子作為區(qū)域特征描述符，通過立體視覺理論中的極線約束將匹配特征的搜索空間從二維降到一維，最后以基于特征描述子歐氏距離的最近鄰匹配得到匹配結(jié)果。這種鄰域方向性信息聯(lián)合的思想增強(qiáng)了算法抗噪聲的能力和對(duì)圖像變