基于陣列攝像機(jī)的深度圖獲取算法研究.pdf

1、隨著信息科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維信息獲取技術(shù)已成為工業(yè)檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在機(jī)械加工、影視特技制作、高級(jí)游戲、文物保護(hù)、服裝設(shè)計(jì)、三維通訊、航天遙測(cè)、軍事偵察等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。在上述領(lǐng)域中，人們對(duì)三維獲取技術(shù)的要求也越來(lái)越高。而目前主要采用的多目立體視覺(jué)技術(shù)、結(jié)構(gòu)光技術(shù)、DFM or SFM(depth from motion or struction frommotion)、DFF和TOF(Time o

2、f flight)等三維獲取技術(shù)，都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但至今還沒(méi)有一種技術(shù)能很好地滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性、高精度、高分辨率和低成本等要求。TOF技術(shù)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的三維獲取技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是精度高、實(shí)時(shí)和廉價(jià)；缺點(diǎn)是距離較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生深度數(shù)據(jù)的不確定性，空間分辨率還較低。多目立體視覺(jué)是一種應(yīng)用很廣，并已被深入研究的三維獲取技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是立體匹配計(jì)算量大、容易產(chǎn)生誤匹配，對(duì)于陣列攝像機(jī)系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)代價(jià)非常昂貴。
　　 本論文主要研究基

3、于陣列攝像機(jī)的深度圖獲取算法，用到的攝像機(jī)陣列包含一個(gè)TOF攝像機(jī)和多個(gè)可見(jiàn)光攝像機(jī)。算法的主要思想是根據(jù)TOF攝像機(jī)提供的低分辨率深度圖，來(lái)得到每個(gè)可見(jiàn)光攝像機(jī)視點(diǎn)上的高分辨率深度圖。在每個(gè)可見(jiàn)光攝像機(jī)視野下的深度圖求取過(guò)程中只用到了該可見(jiàn)光攝像機(jī)本身的灰度圖或者彩色圖和3D攝像機(jī)的低分辨率深度圖以及強(qiáng)度圖。
　　 首先，本文提出一種新的TOF攝像機(jī)和可見(jiàn)光攝像機(jī)之間的標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法同時(shí)用到了TOF攝像機(jī)視野下的強(qiáng)度圖和

4、深度圖。實(shí)驗(yàn)證明本論文中新的標(biāo)定方法在用于TOF攝像機(jī)和普通攝像機(jī)之間的標(biāo)定的時(shí)候較傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法有著更高的精度。
　　 然后，本論文根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合的不同提出了一些不同的基于陣列攝像機(jī)的深度圖獲取算法。第一，針對(duì)室內(nèi)簡(jiǎn)單場(chǎng)景，本文提出了基于誤差平方最小化能量函數(shù)的實(shí)時(shí)深度信息獲取算法。第二，本文提出了針對(duì)室內(nèi)復(fù)雜場(chǎng)景的深度圖獲取算法，該算法用到了一種新的融合了顏色信息和深度信息的能量函數(shù)，該能量函數(shù)能夠保證在對(duì)深度值進(jìn)