基于幾何不變量的直線匹配與三維建模.pdf

1、圖像特征匹配在計算機視覺問題中有著十分基礎和重要的地位，直線特征作為圖像匹配問題中最基礎的特征之一，在許多場景中有著廣泛的應用。而使用圖像進行三維建模是計算機視覺中一個非常重要的熱門領域。
　　現有的直匹配方法主要基于紋理特征或直線間的幾何關系，在視角變換或者直線端點變化明顯的圖像中效果可能欠佳。本文根據新近發(fā)現的射影不變量—特征數，構造出新型點線射影不變量，并據此提出一種新的直線匹配方法。本文的基本思想是利用特征點匹配的結果來引

2、導直線匹配。本文使用在每條直線鄰域內的點來和該直線構建點線射影不變量，并根據不變量來計算不同圖像中的直線鄰域的相似度。由于點線射影不變量是平面不變量，因此位于相似度較高的鄰域內的點通常是屬于同一平面。另外由于在圖像中，各個直線的鄰域通常會相互重疊，因此可以通過平面間的單應變換矩陣得到更多潛在的候選匹配。最后使用加權投票的方式來得出最終匹配。實驗表明，該方法對于旋轉、縮放、遮擋、視角變換等各種圖像變換均很魯棒，并且與一些高水平的匹配方法相

3、比可以獲得更好的匹配效果。
　　很多數現有的方法使用特征點或者直線間的匹配來進行建模。基于特征點的方法現已非常成熟，然而由于特征點一般比較稀疏，因此缺少必要的結構信息，導致三維模型并不直觀。而邊界特征或直線特征一般可以提供更復雜和豐富的幾何信息，但是由于其幾何屬性復雜，其建模過程相對復雜和耗時。本文提出一種簡單高效的三維建模方式，該方式可以結合兩種方法的優(yōu)點。使用穿過一對特征點的直線作為虛擬直線，來和實際存在的直線段形成交點，最終

4、利用交點來進行三維建模。由于點和直線段已經匹配過，因此很容易得到交點的對應關系。本文還是用一種簡單的幾何不變量來去除虛假交點和減少錯誤匹配。由于使用點特征來進行建模，可以充分利用成熟的基于點的三維建模方法，另外由于交點均位于直線段上，因此其重建結果可以保留直線的空間結構信息，使得三維模型更加直觀。實驗證實只需要少量的特征點即可得到足夠的交點進行有意義的三維重建，因此該方法快速有效。與傳統(tǒng)基于點的方法相比，本文方法的點云模型包含了更豐富的