序列視頻稠密點(diǎn)云恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為影像信息獲取提供了極大便利，各類數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)以價(jià)格低廉、使用靈活以及攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶的生活。鑒于影像獲取方便的特點(diǎn)，如何根據(jù)未標(biāo)定序列視頻恢復(fù)場景的三維結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)視覺和攝影測量共同面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)?；謴?fù)場景的稠密點(diǎn)云是實(shí)現(xiàn)三維重構(gòu)的關(guān)鍵。稠密點(diǎn)云恢復(fù)過程涉及到多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，鑒于兩幅視圖和三幅視圖間約束關(guān)系的重要性以及序列視頻信息冗余對(duì)三維重建的影響，本文就這三方面問題展開深入研究，主要工作

2、和成果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)基礎(chǔ)矩陣計(jì)算。核線幾何約束，也稱對(duì)極幾何約束，是兩幅視圖間最本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系，基礎(chǔ)矩陣是該約束關(guān)系的代數(shù)表示。本文首先分析總結(jié)了基礎(chǔ)矩陣現(xiàn)有的三類估計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了匹配點(diǎn)分布密度對(duì)基礎(chǔ)矩陣估計(jì)精度的影響，提出了一種匹配點(diǎn)分布密度約束下的基礎(chǔ)矩陣估計(jì)方法。該方法通過計(jì)算匹配點(diǎn)的分布密度，選擇分布均勻的點(diǎn)來估計(jì)基礎(chǔ)矩陣。最后通過模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)圖像數(shù)據(jù)驗(yàn)證本文算法的有效性。
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3、)三焦點(diǎn)張量計(jì)算。鑒于兩幅視圖有核線幾何約束關(guān)系，三幅視圖同樣也存在約束關(guān)系，該約束關(guān)系用三焦點(diǎn)張量米表示。本文首先分析總結(jié)了現(xiàn)有的三焦點(diǎn)張量計(jì)算方法，重點(diǎn)討論了基于RANSAC的三焦點(diǎn)張量估計(jì)方法。詳細(xì)分析了RANSAC方法的效率和精度，通過分析可知，隨機(jī)抽取樣本時(shí)盡可能選擇內(nèi)點(diǎn)數(shù)據(jù)可提高計(jì)算結(jié)果的精度。在此基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)RANSAC的三焦點(diǎn)張量估計(jì)方法。該方法通過改變傳統(tǒng)RANSAC方法中樣本隨機(jī)選取的策略，選擇內(nèi)點(diǎn)概率大的

4、點(diǎn)作為樣本來估計(jì)模型參數(shù)，并結(jié)合預(yù)檢驗(yàn)技術(shù)提高算法效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文方法可有效提高三焦點(diǎn)張量的計(jì)算精度。
　　(3)序列視頻關(guān)鍵幀選取。本文首先分析了關(guān)鍵幀選取對(duì)序列視頻三維重建精度和效率的影響。從序列視頻中選取部分圖像用于三維重建可有效提高重建的效率與精度。詳細(xì)分析了基線長度、特征點(diǎn)分布狀況以及焦距變化等情況對(duì)關(guān)鍵幀選取的影響，在此基礎(chǔ)上，提出了一種多約束條件下的關(guān)鍵幀選取方法。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵幀選取的有效性。