基于立體匹配的三維重構(gòu)算法研究.pdf

1、三維重構(gòu)技術(shù)在工業(yè)測(cè)量、人臉識(shí)別、醫(yī)學(xué)診療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在各種三維重構(gòu)技術(shù)中，雙目立體視覺(jué)作為一種被動(dòng)式的三維測(cè)量技術(shù)，以其實(shí)現(xiàn)方式靈活、對(duì)環(huán)境要求低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而廣受重視。本文對(duì)雙目立體視覺(jué)的核心技術(shù)--立體匹配進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合現(xiàn)有算法提出了兩種實(shí)用的三維重構(gòu)算法：
　　1.提出了一種基于控制點(diǎn)的分段動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。該算法首先利用Harrs算子提取特征點(diǎn)，然后采用一種Rank變換和自適應(yīng)窗口相結(jié)合的算法對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)

2、行匹配，再利用左右一致性校驗(yàn)方法去除稀疏匹配中的誤匹配，在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行全局稠密匹配，一方面利用特征點(diǎn)對(duì)水平掃描線進(jìn)行分段，使能量聚合的路徑不穿過(guò)視差發(fā)生跳變的區(qū)域，路徑的優(yōu)化有效改善了傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的條狀瑕疵問(wèn)題；另一方面利用具有高可信度的控制點(diǎn)匹配結(jié)果縮小稠密匹配的候選視差范圍，顯著提高了匹配的準(zhǔn)確度。
　　2.提出了一種具有選擇性的置信度傳播立體匹配算法。首先利用均值漂移算法對(duì)彩色圖像分割，在一定區(qū)

3、域內(nèi)有效聚合可能具有相似視差的像素，再通過(guò)自適應(yīng)權(quán)重算法計(jì)算匹配代價(jià)并獲取初始視差圖，避免了較困難的鄰域窗口構(gòu)建過(guò)程，在此過(guò)程中采用一種類似線性插值的方法計(jì)算不同圖像中兩像素的差異度，提高了對(duì)采樣噪聲的魯棒性，最后利用匹配代價(jià)可信度檢測(cè)和左右一致性校驗(yàn)將初始匹配結(jié)果按照可靠度分類，并在全局優(yōu)化的過(guò)程中分別通過(guò)可靠度分類和圖像分割結(jié)果來(lái)指導(dǎo)置信度傳播方向和范圍的選擇，有效改進(jìn)了能量?jī)?yōu)化的路徑。
　　基于上述匹配算法，實(shí)現(xiàn)了完整的三維