計(jì)算機(jī)視覺三維重建若干技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)視覺是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的一個(gè)重要分支。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用越來越受到廣泛重視。計(jì)算機(jī)視覺是研究用計(jì)算機(jī)來模擬人和生物的視覺系統(tǒng)功能的技術(shù)學(xué)科。它的主要任務(wù)之一就是研究利用二維投影圖像恢復(fù)三維景物世界的問題。現(xiàn)有的多數(shù)圖像采集裝置所獲取的圖像本身是二維的，盡管其中可以含有三維物體的空間信息，但是要從圖像認(rèn)識世界，就需要從二維圖像中恢復(fù)三維空間信息。 計(jì)算機(jī)視覺三維重建研究內(nèi)容主要包括圖像輸入設(shè)備、低層

2、視覺、中層視覺、高層視覺和體系結(jié)構(gòu)等五個(gè)方面。本文在以數(shù)碼相機(jī)為成像設(shè)備的條件下，對計(jì)算機(jī)視覺三維重建三層視覺中涉及到的邊緣檢測、特征提取、重建基元等問題展開了理論和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究，并提出了相應(yīng)的解決方案。 邊緣檢測是計(jì)算機(jī)視覺三維重建多種算法的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)視覺的重要研究方向之一，邊緣檢測的好壞直接影響到計(jì)算機(jī)三維重建的效果。本文利用形參均勻B樣條平滑公式，建立了一種盈虧修正的圖像邊緣檢測新方法。利用形參均勻B樣條修勻公式對

3、盈虧修正后的圖像擬合光滑曲面，然后求取曲面的一階導(dǎo)數(shù)極值點(diǎn)或二階導(dǎo)數(shù)的零交叉點(diǎn)獲得邊緣特征點(diǎn)。該方法穩(wěn)定可靠，精度較高，同時(shí)該方法簡潔，便于實(shí)時(shí)處理。 角點(diǎn)特征是圖像的重要特征，在計(jì)算機(jī)視覺三維重建領(lǐng)域起著重要作用。本文提出了基于形狀參數(shù)的均勻B樣條模型的角點(diǎn)特征提取方法。通過該樣條模型對原始曲線進(jìn)行迭代逼近，得到樣條曲線的表達(dá)式，然后利用曲率閾值確定曲線角點(diǎn)特征。帶形狀參數(shù)的均勻B樣條模型的迭代逼近方法提高了曲線的擬合精度，確

4、保了曲率計(jì)算的精度，進(jìn)而使得角點(diǎn)檢測的準(zhǔn)確度也得到提高。 傳統(tǒng)的重建方法主要采用點(diǎn)、直線段作為立體匹配和三維重建的基元。這些基元不能夠有效地表示空間不規(guī)則曲線，所以在應(yīng)用于空間不規(guī)則物體的三維重建時(shí)很難取得良好的效果。在仿射相機(jī)模型的假設(shè)下，本文提出了基于CB樣條曲線的空間物體三維重建，利用CB樣條曲線仿射不變性，以CB樣條曲線為基元來重建空間物體。使用樣條曲線作為基元盡可能的減少了重建過程中近似誤差的影響，同時(shí)提高了擬合的精度