數(shù)碼相機(jī)標(biāo)定及相關(guān)技術(shù)的研究.pdf

1、人類視覺過程可看成是一個(gè)復(fù)雜的從感覺到知覺的過程，也就是指三維世界投影得到二維圖像，再由二維圖像認(rèn)知三維世界的內(nèi)容和含義的過程。信號(hào)處理理論與計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以后，人們用攝像機(jī)等獲取環(huán)境圖像并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，完成對(duì)視覺信息的獲取和傳輸過程，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺信息的處理、存儲(chǔ)和理解等過程，形成了計(jì)算機(jī)視覺這門新興學(xué)科。其中從二維圖像恢復(fù)三維物體可見表面的幾何結(jié)構(gòu)的工作就叫做三維重建。隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件、圖像采集、處理技術(shù)的迅速發(fā)展，三維重建的

2、理論和技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像處理、機(jī)器人技術(shù)、文字識(shí)別、工業(yè)檢測(cè)、軍事偵察、地理勘察、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和虛擬植物可視化等領(lǐng)域。
　　 相機(jī)標(biāo)定是三維重建必不可少的步驟，它包括對(duì)諸如主點(diǎn)坐標(biāo)、焦距等與相機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)的內(nèi)部參數(shù)的確定和對(duì)相機(jī)的旋轉(zhuǎn)、平移這些外部參數(shù)的確定。價(jià)格低廉的實(shí)驗(yàn)器材、簡單的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、快捷的標(biāo)定速度和較高的標(biāo)定精度是現(xiàn)在相機(jī)標(biāo)定研究追求的幾大方向。數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)定就是研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本文對(duì)相機(jī)標(biāo)定技

3、術(shù)進(jìn)行了全面地研究和總結(jié)，介紹了相機(jī)標(biāo)定研究背景、研究現(xiàn)狀、分類和相機(jī)模型的基礎(chǔ)知識(shí)。提出了兩種新的標(biāo)定過程簡單的標(biāo)定方法。并將這種思想應(yīng)用于經(jīng)典的張正友相機(jī)標(biāo)定方法中，得到較好的改進(jìn)效果。還系統(tǒng)地總結(jié)了評(píng)價(jià)相機(jī)標(biāo)定方法的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，提出了加權(quán)平均誤差法評(píng)價(jià)相機(jī)標(biāo)定結(jié)果的方法。論文的創(chuàng)新部分內(nèi)容概括如下：
　　 （1）提出了基于線段的一維標(biāo)定物的標(biāo)定方法求內(nèi)參。這種方法將相機(jī)的成像模型看成理想無畸變的成像模型，根據(jù)數(shù)碼相機(jī)的出廠參

4、數(shù)信息和成像的幾何關(guān)系，方便地求出數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)參數(shù)，并將這個(gè)結(jié)果作為張正友法中迭代求精的初始值。通過實(shí)驗(yàn)證明了這種方法的可取性。
　　 （2）提出了一種新的基于三維標(biāo)定物的標(biāo)定方法。這種三維標(biāo)定物是用兩個(gè)相互垂直的相交平面中作三條相互垂直且相交的直線組成的。這種方法的標(biāo)定物制作簡單，計(jì)算的復(fù)雜性也較低。實(shí)驗(yàn)表明這種標(biāo)定方法標(biāo)定結(jié)果比較精確。
　　 （3）在總結(jié)了現(xiàn)有的評(píng)價(jià)相機(jī)標(biāo)定結(jié)果的四種方法：圖像的噪聲、實(shí)驗(yàn)圖像的數(shù)目