圖像特征提取、匹配和新視點圖像生成技術(shù)研究.pdf

1、基于圖像的繪制技術(shù)是近幾年興起的一種新的虛擬場景繪制策略,它已成為當前計算機圖形學界的一個研究熱點.本文對該領域中新視點圖像生成和其相關技術(shù)進行了研究,主要包括特征的檢測和提取、基于點特征和線特征的寬基線(wide baseline)圖像匹配、基于輪廓對應的任意新視點圖像生成等.本文研究了基于相位一致的特征檢測技術(shù),從頻域分析圖像灰度的突變位置.討論了不同方向的多尺度下相位一致值計算,并研究了一種用矩理論對各方向相位一致數(shù)據(jù)進行綜合的方

2、法,可有效的區(qū)分和提取邊緣和角點特征.現(xiàn)有虛擬視點圖像生成中初始匹配點的選取,通常是直接在圖像上由用戶交互方式進行或由攝像機標定得到.本文提出寬基線圖像匹配方法,分別是基于點特征的匹配和基于線特征的匹配,將其應用到視圖生成中,從而實現(xiàn)了虛擬視點圖像的自動生成.根據(jù)欲匹配源圖像間幾何變形的不同,提出了兩種點特征鄰域的選取和匹配原理方法.該方法以圖像中顏色的局部極值點為種子點,過種子點作射線,將沿各射線上顏色變化為最大的點連線圍成區(qū)域,取該

3、區(qū)域的橢圓擬合作為特征區(qū)域,該特征區(qū)域具有仿射不變性.基于點特征的匹配適用于紋理信息較豐富的圖像,對于紋理信息較少的圖像,為獲得足夠多的匹配點,還需要基于線特征的匹配.本文提出的線特征匹配方法通過基于相位一致的邊緣檢測技術(shù),檢測出圖像邊緣,提取組成邊緣直線段鏈,由三條相鄰直線段構(gòu)成待匹配基元.由已知圖像合成新視點的圖像是基于圖像的繪制中的一項基本技術(shù),它用具有高度真實感的圖像來表示虛擬場景.視圖合成工作是在兩幅同一目標景物,不同視點的圖

4、像之間合成一系列連續(xù)的期間過渡圖像,其中要求合成視圖應該具有三維真實感,如同虛擬攝像機所采集的圖像.本文提出一種基于攝像機橫向和縱向移動采集的圖像合成新視點圖像的方法,該方法在合成圖像中優(yōu)先保證輪廓對應準確,從而使合成圖像輪廓清晰.對通過攝像機分別作橫向和縱向運動采集的四幅圖像,本文提出的新視點圖像生成方法,可以實現(xiàn)在上述四幅圖像視點圍成的四邊形中任意新視點圖像.本文以導管架下水運動參數(shù)測量系統(tǒng)的開發(fā)為主要的工程應用背景,研究了基于立體