基于圖像分割和圖割的雙目立體三維重建.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于圖像分割和圖割的雙目立體三維重建TheBinocularStereo3DReconstructionbasedonImageSegmentationandGraphCuts學(xué)號：21009092大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要三維重構(gòu)一直是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)研究課題之一，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，三維重構(gòu)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，目前在機(jī)器人導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)和醫(yī)

2、療診斷等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。本文采用基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)方法，該方法是非接觸式三維測量的一種，通過計(jì)算在不同視角采集的關(guān)于同一場景的兩幅圖像來計(jì)算三維信息，由于其具有非接觸、效率高、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)日益成為研究的熱點(diǎn)。三維重構(gòu)過程中最重要且最關(guān)鍵的是立體匹配，常見的立體匹配包括局部匹配方法和全局匹配方法。近年來，全局匹配算法，包括圖割方法和置信傳遞方法等，由于其良好的性能，受到了研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文對基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)

3、的理論原理做了詳細(xì)的介紹，并重點(diǎn)研究了重構(gòu)過程中的立體匹配和三維重建兩個環(huán)節(jié)。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：首先，在立體匹配過程中，由于單一立體匹配算法的效果很難滿足現(xiàn)實(shí)的需要，本文提出了一種將圖像分割和圖割相結(jié)合的改進(jìn)立體匹配方法。該方法包括彩色圖像分割、局部匹配、視差平面擬合、合并相鄰塊和圖割優(yōu)化五個部分。第一，采用均值漂移算法將參考圖像分為顏色均勻的分割塊，該算法成功保留了物體的邊緣特性。第二，采用自適應(yīng)權(quán)值自適應(yīng)差異測量方法估計(jì)

4、圖像的初始視差圖。第三，采用奇異值分解方法進(jìn)行魯棒視差平面擬合，在該過程中采用交叉檢測、判斷可靠區(qū)域、計(jì)算視差平面距離這三個原則來確保塊內(nèi)可靠像素的集合。第四，采用改進(jìn)的聚類算法合并相鄰塊，過程中利用相鄰塊間的幾何關(guān)系，例如相交或平行，判斷兩平面是否應(yīng)該合并。第五采用圖割算法獲取圖像的最終視差圖。其次，在三維重建過程中，本文通過對立體匹配過程中獲取的視差圖進(jìn)行計(jì)算，獲取場景的深度信息，重構(gòu)了場景的三維輪廓模型。同時，為進(jìn)一步提高重構(gòu)后場