基于Kinect的三維重建中匹配算法的優(yōu)化研究.pdf

1、三維重建技術(shù)近年來是計算機視覺，逆向工程等領(lǐng)域的研究熱點，其廣泛運用于文物數(shù)字化保存，動作制作等領(lǐng)域，并且隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)需求越來越多?；诖笮蛯I(yè)激光測距儀的三維重建，其設(shè)備價格昂貴，操作復雜。因此應(yīng)用范圍基本局限在極少數(shù)科研領(lǐng)域，也從某個方面限制了相關(guān)課題的研究和發(fā)展。隨著技術(shù)的革新，微軟推出了3D攝像機Kinect，可以快速便捷的完成室內(nèi)三維重建。所以，根據(jù)Kinect的特性，優(yōu)化基于Kinect的室內(nèi)三維重建中的匹配算

2、法，具有較好的理論研究意義和實用價值。
　　本文研究的主要內(nèi)容:
　　1、從Kinect的結(jié)構(gòu)和深度圖像獲取原理出發(fā)，分析了在獲取深度圖像過程中，大量噪聲尤其是大塊“黑洞”區(qū)域產(chǎn)生的原因，對比了常見的圖像分割算法。針對室內(nèi)三維場景深度圖的灰度值具有連續(xù)性、變化不明顯、邊緣噪聲數(shù)量大等特點，設(shè)計了一種改進的深度圖像修復算法。充分利用了彩色圖像邊緣清晰的特點，較好的保留了物體的邊緣信息。
　　2、分析了點云配準的原理，針對

3、傳統(tǒng)ICP算法對初值要求高，速度慢，容易陷入局部最優(yōu)解等缺點，將配準過程分為了全局配準和局部配準，使用4PSC算法作為全局配準算法，為后一步的局部配準提供了良好的初值。然后對傳統(tǒng)的ICP算法進行了詳盡的分析，提出了一種改進的ICP算法，提升了配準的效率。
　　3、在實驗平臺Intel(R)酷睿(R)CPU，8GB內(nèi)存的硬件支持下，利用MATLAB行了仿真。實驗結(jié)果表明，本文中提出的修復算法和配準算法提高了深度圖像的質(zhì)量，提升了點云

4、配準的精度和速率，在室內(nèi)三維重建中應(yīng)用并取得良好的效果。
　　本文創(chuàng)新點主要在兩方面:
　　1、通過對彩色圖像過分割獲取間接的邊緣信息。一般的圖像分割的目的是基于邊緣信息將圖像劃分為有意義的區(qū)域，而過分割將進一步對這一區(qū)域進行分割，被過分割的區(qū)域即可代表彩色圖像的邊界。隨后將分割區(qū)域投射到經(jīng)幀間濾波預處理后的深度圖像，實現(xiàn)了對深度圖像的過分割。從而在實現(xiàn)深度圖像濾波的同時，更好的保留了深度圖像中物體的邊緣信息。
　　2