多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維復(fù)原.pdf

1、攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中從二維圖像獲取三維空間信息必不可少的步驟，被廣泛用于三維重建、導(dǎo)航、視覺監(jiān)控等領(lǐng)域，因此其相關(guān)理論研究目前已成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)通過圖像本身的特征求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)是離線的，它是先離線進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，然后在線進(jìn)行目標(biāo)三維重建，因此，在三維重建的過程中，攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)必須不變，這大大限制了其應(yīng)用范圍，尤其是不能應(yīng)用于注意力集中、主動(dòng)視覺等視覺新技術(shù)。在這些新技術(shù)中

2、，攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)是按需變化，因此必須開發(fā)攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)。目前，少有成功的多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)，而且，已有的技術(shù)也限于特定攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)模式下的線性自標(biāo)定及三維重建，它們不便于進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)視覺監(jiān)控，因此研究和開發(fā)無運(yùn)動(dòng)模式約束適合于任何運(yùn)動(dòng)模式的多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建無標(biāo)定三維重建技術(shù)具有相當(dāng)大的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。該技術(shù)不但可以利用整體信息，而且約束條件較少，因此能顯著地?cái)U(kuò)大應(yīng)用范圍，推動(dòng)視覺新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。

3、本文充分利用攝像機(jī)獲取的動(dòng)目標(biāo)視頻圖像中的多幀數(shù)據(jù)信息，使用合理的最優(yōu)化準(zhǔn)則，進(jìn)行在線攝像機(jī)自標(biāo)定及三維重建研究。主要內(nèi)容包括：線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法研究及其性能分析；非線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法研究及其性能分析；線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法的性能與非線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法的性能比較分析。 本文中假設(shè)攝像機(jī)模型為經(jīng)典的針孔模型，即攝像機(jī)

4、內(nèi)參數(shù)矩陣為五參數(shù)模型。線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法是利用每兩幀圖像之間的匹配點(diǎn)對(duì)計(jì)算其極點(diǎn)與基礎(chǔ)矩陣，在此基礎(chǔ)上最優(yōu)估計(jì)內(nèi)參數(shù)陣，并進(jìn)而進(jìn)行三維重建。非線性多視圖攝像機(jī)自標(biāo)定及多視圖無標(biāo)定三維重建算法利用中心化多幀形狀矩陣的秩3約束，求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)并進(jìn)行三維重建。通過比較，可以看出非線性算法結(jié)果較線性算法結(jié)果有明顯改善，抗噪能力強(qiáng)，而且由計(jì)算本身產(chǎn)生的誤差也較小，但非線性算法相對(duì)較復(fù)雜。同時(shí)，本論文也對(duì)這兩種算法