一种用于未标定图像三维重建的立体匹配算法*

提出了一种适用于未标定图像三维重建的立体匹配算法。该算法首先引入限制因子来消除Harris角点聚簇的现象,使用高斯曲面拟合内插使Harris角点达到亚像素级;接着采用特征点的Sift特征描述符进行初始匹配,利用随机抽样算法估计基础矩阵的同时剔除误匹配点对;最后在估计的基础矩阵的引导下进行双向匹配。实验证明,该算法能够很好地恢复物体的结构,是一种有效的用于未标定图像三维重建的立体匹配算法。     

基于未标定图像的三维重建算法

提出一种基于多幅未标定图像的三维重建算法。在标记点匹配的基础上进行射影重建,通过施加度量约束将射影重建升级为欧氏重建,即利用未标定的透视图像恢复相机的内、外部参数以及标记点的三维空间坐标,实现场景的三维重建。标记点易于进行点对精确匹配,较手动拾取匹配提高了效率。实验结果表明,利用该算法能够大幅减小再投影误差。     

基于未标定多幅图的三维重建算法

为得到鲁棒的三维重建效果,提出了一种基于未标定多幅图像的三维重建算法。该算法首先采用Harris算法检测特征点,针对双向匹配算法匹配速度慢的缺点,使用改进的双向匹配算法进行特征点匹配,在已知摄像机参数的情况下进行两幅图的三维重建;接着采用四元数算法进行坐标转换,将由每两幅图得到的不同部分的重建结果转移到同一坐标系下,实现了多幅图像的三维重建;最后利用集束调整优化重建结果。实验结果证明,该算法能获得比较满意的重建效果。     

基于标定物的相机标定及三维重建

针对传统三维建模的局限性,讨论了一种基于图像建模的技术,提出了利用普通相机和标定物对物体进行三维建模的方法,该方法利用一个在左右图像都存在的物体,对相机进行标定[1]。然后利用左右相机的相机矩阵,反算空间中的对应点和需要求取的关键点。最后利用这些点计算出来的空间位置[2],对物体进行重建,并用OpenGL进行漫游显示。实验表明,该算法计算准确,鲁棒性很高,能够满足于虚拟现实的需要。     

基于未标定单平面造影图像的冠状动脉树三维重建

提出了一种基于两幅未标定单平面造影图像的冠状动脉树三维重建新方法.该方法在不对设备和图像进行标定的情况下,仍然能够对低阶的畸变进行校正,对C型臂运动模型进行估计,并且充分利用到了病床的运动信息;同时,该方法不仅能够用于投影焦距不变的系统,同样也能够应用于投影焦距发生较大改变的系统,具有较大的灵活性.实验结果统计表明:该文提出的冠状动脉三维重建方法具有较高的有效性和鲁棒性,能够获得小于0.26mm的重投影误差,大大提高了基于非标定造影图像冠状动脉三维重建的精度.     

非参量变换在彩色图像立体匹配中的应用研究

随着彩色摄像机广泛使用,对彩色图像的视差匹配研究越来越普遍。研究显示,使用彩色图像匹配比灰度图像匹配精确度增加20％～25％。根据非参量变换原理,提出了基于非参量变换的彩色图像立体匹配算法,将Rank变换应用到彩色图像的区域匹配方法中,并采用census变换后的汉明码距离作为新的约束条件。实验表明提高了原来方法的抗噪性和匹配准确性。     

基于Bayes理论的散斑三维重建方法

传统双目三维重建对纹理信息不清晰的目标物体存在误匹配率高、重建点云稀疏等问题。为此,提出一种新的散斑三维重建方法。将数字散斑和基于贝叶斯(Bayes)理论的稠密匹配算法相结合,对纹理匮乏的物体实现高精度稠密重建。介绍基于Bayes立体匹配与数字散斑相结合进行三维重建的原理,证明两种方法结合使用的可行性,并对多对双目组成的多测量头系统进行标定,将多测量头获得的点云拼接,形成物体的完整轮廓。实验结果表明,在物体距离多测量头系统500 mm时,采用Bayes立体匹配算法的三维重建匹配精度可达到0.08 mm,在不损耗重建效率的情况下,点云数量和点云精度都有明显提升。     

双目立体视觉三维重建实验平台研究

三维重建是计算机视觉和虚拟现实领域的一个重要研究内容,其中,欧式重建以其直观能够反应物体原貌的特点在反求工程中得到了广泛的应用。为反求工程的需要开发了一套基于双目立体视觉的三维重建软件,综合考虑了欧式三维重建误差产生多种因素,给出了一整套比较完备的欧式三维重建流程,基于真实图像的实验结果表明,该实验平台可以获得较高的重建精度和良好的重建效果。     

基于GAANET的立体匹配算法

端到端的立体匹配算法在计算时间和匹配效果上均有一定的优势,近年来在立体匹配任务中得到了广泛的应用。但特征提取的过程中存在特征冗余、信息丢失,以及多尺度特征融合不充分等问题,造成算法的计算量和复杂度偏高,也影响了匹配的精度。针对上述问题,在自适应聚合网络AANET的基础上,设计了更加适合立体匹配的特征提取模块,提出了改进的幽灵自适应聚合网络GAANET。采用G-Ghost阶段提取多尺度的特征,通过廉价操作生成部分特征,减少特征的冗余现象并有效保存浅层特征;采取高效的通道注意力机制,将不同的权重分配到每个通道中;采取改进的特征金字塔结构,缓解传统金字塔中的通道信息丢失并优化融合特征,为各个尺度的特征进行丰富的信息补充。在SceneFlow, KITTI2015和KITTI2012数据集上进行训练和评估,评估结果显示,与基础方法相比,所提改进算法的精度分别提升了0.92%,0.25%和0.20%,且参数量减少了13.75%,计算量减少了4.8%。     

基于模糊判别的立体匹配算法

立体视觉一直是计算机视觉领域所研究的一个中心问题,而立体匹配则是立体视觉技术中最关键也是最困难的部分,就得到适用于基于图象绘制技术中视图合成的准确、高密度视差图（Disparity Map）而言,现有的一些方法存在一定的局限性。考虑到立体匹配过程中存在的不确定性和模糊性,本文将已获得广泛应用的模糊理论引入立体匹配领域,提出了基于模糊判别的立体匹配算法,并用实际图象与合成图象进行了实验验证,结果表明该算法效果良好,具有实用价值。     

基于高空间分辨率与立体像对遥感数据的建筑物三维信息提取

准确获取建筑的三维分布信息对于城市规划与管理、灾害风险评估与防范以及灾后救助等都具有非常重要的意义。针对目前建筑物信息提取研究集中于二维平面信息提取,三维信息提取研究较少,且方法自动化程度较低,实用性和和推广性不足,提出了综合立体像对和高空间分辨率两种遥感数据进行建筑物三维信息提取的方法。首先,基于小波变换融合方法对GeoEye\|1高空间分辨率全色和多光谱影像进行融合,然后运用面向对象方法对融合后的高空间分辨率遥感影像进行建筑物基底轮廓提取,再利用IRS\|P5立体像对反演地物高度,最后通过数据整合获得研究区建筑物的三维空间分布。研究结果表明:该方法可以充分利用不同遥感数据的优势,获得较高的提取精度;研究所需数据容易获取,方法具有较好的可操作性和推广性。     

Measures Based on Fuzzy Similarity for Stereo Matching of Color Images

In this article, new local matching measures, based on fuzzy similarity, for stereo matching of color images are proposed and evaluated. By formulating the individual similarity between a pair of pixels as a conjunction of the similarities of the respective color components, the field programmable gate array implementation problem becomes more computationally tractable, since the word-length of the numbers carrying the similarity information can be reduced compared to standard techniques (Sum of absolute differences and Sum of squared differences). It is also shown that combining information about color and local image structure (horizontal gradient component) in the matching measure and using a multi-scale measure is advantageous compared to using standard measures, in terms of percentage of correct matches and MSE for the erroneous matches. However, these improvements come at the prize of more complex implementations. Since the techniques are window-based, they share the typical drawbacks associated with other techniques of this type. This is expected, since the focus is on developing new local matching measure without addressing issues like post-processing of the resulting disparity maps. The techniques have been tested on two stereo color image pairs.     

基于镜面成像技术的三维立体视觉测量与重构综述

利用镜面成像技术获取被测物体或场景的三维信息得到研究者越来越多的关注。光线与平面镜或曲面镜交互时产生镜面成像。平面镜的反射属性可以改善视觉效果,基于光路射线展开过程可应用于不同的平面镜成像系统,采用光路展开替代镜面交互应用于三维场景,得到虚拟三维空间,平面镜成像使得复杂的射线交互可以用一种虚拟的方式可视化,且坐标系统的变化容易跟踪。曲面镜成像通常不具有透视投影属性,根据曲面的曲率来改变空间显示。曲面镜常常导致折反射,故针对不同的三维立体视觉测量及重构需设计相应的几何恢复算法。从计算机图形学和计算机视觉的角度,分析了镜面成像的基本原理,对近年来较典型的基于镜面成像技术的三维测量与重构方法及最新研究进展进行综述。     

基于联合特征匹配的多视角三维重建方法

本研究提出了一种基于角点与直线联合特征的三阶段匹配算法,依次经过相关匹配、松弛迭代匹配和最小平方中值法匹配三个步骤,并与此同时加入限定图像匹配区域、添加手工匹配点对以及局部直线匹配三个人机交互环节,将局部坐标系中得到的数据点进行三维数据融合到一个坐标系中,能较好解决视差不连续区域和遮挡区域的误匹配问题.实验证明该算法具有良好的运行效率和稳定性,能够对非平面物体进行精确三维重建并实现多视角显示.     

基于模板匹配的彩色图像自动拼接方法

实际图像采集处理系统中,经常遇到需要将多幅具有重叠区域的彩色图像自动拼接成一幅大的图像的难题。基于模板匹配的原理,文中提出了一种新的彩色图像自动拼接方法。对两幅具有重叠区域的彩色图像,该方法先利用图像特征信息从一幅图像的重叠区域中自动寻找一小块模板图像,然后根据最大相似性准则在另一幅图像中重叠区域里搜索,直至找到最佳图像配准点,最后利用平滑因子对两幅图像的重叠区域进行数据融合操作,实现了彩色图像的快速自动拼接。实践证明,该方法对大部分彩色图像具有很好的拼接效果。     

面向三维重建的增强运动一致性与引导扩散特征匹配

特征匹配是从图像恢复三维模型的关键步骤之一.为有效地提高三维重建的质量,提出一种面向三维重建的增强运动一致性与引导扩散特征匹配算法.首先在基于网格的运动统计算法基础上,通过增加阈值 β,提出一种增强运动一致性概念,增强真假匹配点的判断条件,避免高相似特征点的误匹配,提高了初始匹配点的正确率;然后结合RANSAC算法进行...     

基于立体匹配的低纹理图像重构算法

针对立体匹配中低纹理区域容易产生误匹配及传统动态规划固有的条纹问题,提出一种改进的基于双目立体视觉的低纹理图像三维重构算法。该算法首先基于像素间相似度和像素自身特异性计算匹配代价并引入一种自适应多边形支撑区域聚集匹配度。然后采用一种全局意义的简单树形动态规划进行逐点匹配。最后基于左右一致性准则运用一种简单有效的视差校正方法消除误匹配得到最终视差图。实验证明将算法运用于实拍低纹理灰度图像的匹配,得到轮廓光滑清晰的三维点云,说明该方法的适用性。     

基于图像分割的快速立体匹配算法

针对Tao的平滑表面假设提出了一种基于图像分割的快速立体匹配算法。算法把参考图分割成多个区域，计算其中可靠区域的平面模板，通过贪婪算法把平面模板分配给不可靠区域使得全局评价函数取到最小值。该算法能克服基于局部算法中存在的边界模糊，以及低纹理区误匹配严重的缺点，解决了传统的基于全局算法中计算量过大的问题。实验表明，该算法能同时满足高精度和高实时性的要求。     

一种基于遗传算法的立体匹配方法

根据遗传算法容易获得全局最优解的特点，文章首先利用沈俊边缘检测算子获得图像的边缘特征，然后改进了遗传算法，设计了染色体表示方法、适应度函数以及相应的遗传操作。使之适合于立体匹配的要求。实验结果表明该方法效果良好，具有实用价值。