基于RANSAC算法的立体视觉图像匹配方法

针对大尺寸立体视觉测量中存在较大视差和透镜畸变等因素导致极线约束匹配率低的问题,提出了将图像校正与随机采样算法相结合的立体视觉图像匹配方法.对立体图像对进行线性校正,建立初始匹配点集;采用随机采样算法估计图像对之间的基本矩阵,恢复原始图像对之间的对极几何约束关系,剔除初始匹配点集中未匹配和误匹配的特征点,从而获得精确的匹配点集.该方法已应用于合成孔径雷达(SAR)大型可展开微波天线网面的实际测量,匹配率高于96%.     

基于宽基线立体视觉的远距离三维重建

针对月球车视觉导航中远距离场景的三维重建问题,提出一种基于相机自标定的宽基线立体视觉方法.该方法首先提取立体图对的尺寸不变性(SIFT)特征并进行匹配,得到特征点对应关系;再使用外极线几何约束描述立体图像校正的直射变换,对其Sampson误差使用Levenberg-Marquardt(LM)算法求得最小二乘最优解,完成相机参数估计和图像校正;对校正后的图像使用种子像素视差扩张算法进行宽基线立体匹配,根据匹配得到的视差完成目标场景三维重建.实验表明:该方法解决了月球车相机的现场标定难题,并能够解决宽基线立体视觉面临的光照差异、透视畸变、遮挡等问题,对远距离山脉等自然场景的三维重建效果良好,重建精度较高.     

基于宽基线立体视觉的远距离三维重建

针对月球车视觉导航中远距离场景的三维重建问题,提出一种基于相机自标定的宽基线立体视觉方法.该方法首先提取立体图对的SIFT特征并进行匹配,得到特征点对应关系;再使用外极线几何约束描述立体图像校正的直射变换,对其Sampson误差使用LM算法求得最小二乘最优解,完成相机参数估计和图像校正;对校正后的图像使用种子像素视差扩张算法进行宽基线立体匹配,根据匹配得到的视差完成目标场景三维重建.实验表明,该方法解决了月球车相机的现场标定难题,并能够解决宽基线立体视觉面临的光照差异、透视畸变、遮挡等问题,对远距离山脉等自然场景的三维重建效果良好,重建精度较高.     

基于极线校正逆变换的立体匹配算法研究

匹配是立体视觉中一个重要问题,它通常是在图像极线校正的基础上实现的.常用的校正方法会造成投影变换后图像拉伸不均匀,从而影响后续模板匹配的精度.为此提出一种基于极线校正逆变换（反校正）的立体匹配方法,它以校正后的图像进行开窗搜索,但针对窗内的图像坐标进行反校正,提取校正前的像素灰度值,最后进行模板匹配.仿真和实验结果证明,文中提出算法的匹配效果比较理想,生成的视差图要比传统算法精确.     

基于图像映射法的快速无缝拼接技术

介绍了一种无缝拼接的全景图像生成算法,由于采用了快速图像映射法,传统算法中存在的计算效率瓶颈问题得到有效改善.该算法利用场景的空间连贯性,采用相邻参考像素的可变半径模板对极线进行裁剪,从而将单次搜索从极线复杂度降低到模板半径复杂度.对于无法采用模板进行裁剪的像素,则根据极线几何的保序性,利用已建立映射的匹配关系,找到最近的搜索起点优化搜索.     

DMVC中基于图像配准的空域边信息重建算法

针对分布式多视点视频编码系统,本文利用视点间存在的固有的对极几何关系计算空域边信息。在此过程中,所得的对极几何的准确度直接影响边信息的质量以及边信息计算中运动搜索范围的大小。为了更准确的估计视点间的对极几何关系,本文提出了基于图像配准的匹配点对优化算法,在对特征点对进行坐标优化调整的同时,剔除了部分相关性小的匹配点对,提高了其匹配精度。将本文的算法所得到的视点间对极几何关系用于分布式多视点视频编码系统中计算空域边信息,并对系统仿真测试。实验结果分析表明：加入了本文提出的特征点对优化算法后,直接通过在对极线上搜索所获取的边信息质量提升超过了2dB;若将搜索范围往对极线垂直方向上扩张,在保持相似重建质量的前提下,基于本文算法的搜索复杂度降低到原来的10%-20%;与同等条件下的MCII算法相比性能提升约0.2~0.7dB。     

用于3维重建的立体图像校正

传统的图像校正方法通过最小化匹配点间的距离作为目标函数引导图像校正,但往往会导致被校正图像出现较大的失真变形,不仅无法为3维(3D)重建提供信息,反而会带来额外的误差.为此提出一种无需相机标定的图像校正方法,有效地保留图像因拍摄方位不同带来的视差,为3D重建提供所需的重要信息.方法首先利用立体图像的对极匹配原理,推导出将2幅图像极线对齐到同一方向的变换,然后在此基础上引入使得图像纵横比保持不变的剪切变换过程,有效地减小校正图像的几何变形.实验表明,该方法是一种鲁棒的图像校正方法.     

平行多基线立体视觉图像校正

介绍了现有双目立体视觉校正算法的原理和过程,分析了其应用于多基线立体视觉系统的局限性,得出其产生原因是各摄像机光心位置不共线造成图像平面不共面.保持三目立体视觉系统中两个摄像机的光心位置不变,利用光心和基线构建三角形,将第三个摄像机的光心投影到前两个摄像机光心连线构成的基线上,使各摄像机的光心共线,然后使用双目视觉校正算法对三个摄像机进行校正.结果表明,算法可正确有效地校正平行三目立体视觉图像对,并可推广至摄像机数目多于三个的平行多基线立体视觉系统.     

三线性约束及其在图像合成中的应用

通过对极几何关系及三线性约束关系立体视觉中参考视点之间和参考视点与虚拟视点之间的摄像机几何限制,把参考图像中的像素点直接转移到虚拟图像的对应点中去,即通过已得摄像机视点位置上的所得场景的图像,计算该摄像在其他各个视占位置上所得到的该场景的国邓列,表明,该方法简单、有效,对计算机视觉中的运动估计、低比特率视频编码、虚拟现实和动画制作中都有很发的应用价值。     

一种改进的特征点匹配算法

特征点匹配是计算机视觉中的关键步骤,在很多领域中都有着的重要应用。通过对当前图像特征点匹配方法的研究,提取一种基于特征点的灰度量和几何特征量相结合的匹配方法。该方法首先用Harris算法提取特征点;然后用极线约束减少搜索范围;最后用特征点的灰度量实现特征点匹配。该方法利用极线约束,克服了用灰度量进行特征点匹配计算量大的缺点。提高了匹配速度。实验表明,是一种准确快速的特征点匹配方法。     

航空影像水平核线生成方法

在水平核线影像生成过程中,对于一般的水平像对,即基线与大地坐标系不平行的情况下,水平影像上的核线之间是不平行的.为了得到正确有效的水平核线影像,将地面坐标系旋转到基线的水平方向,并按照共面条件,采用与非水平核线重排相似的方法对水平影像上的核线进行重排,以消除基线不水平产生的核线与扫描线不平行的问题,减少测图、匹配等后续工作的计算量,提高运算速度.最后给出了基线倾角与水平影像上核线间最大夹角的关系 ,得出在基线倾角较大时应采用非水平核线影像以保证核线影像的质量.     

双摄像机结构光三维测量系统自标定方法

针对双摄像机与投影仪结构光三维测量系统的标定问题,提出了极线约束条件下的自标定方法．依据极线约束理论,通过标定物上特征点与对应双摄像机的两个像点确定极线方程,建立了两个摄像机之间的平移和旋转关系矩阵．将多编码周期三角形灰度分布图案投射到标定物,获取特征点在投影仪上对应点的坐标,采用改进8点法建立投影仪与双摄像机关系矩阵的两个估计矩阵,利用对极距离为目标函数进行估计矩阵优化,得到双摄像机和投影仪的参数矩阵．采用该系统对平面和人脸进行了三维测量实验,结果表明平面测量的最大绝对误差不大于1．7mm,相对误差不大于0．18％,表明了该三维测量系统自标定方法的有效性．     

Geometrical constraints of the synthetic method of estimating fundamental matrix and its analysing

The new geometrical constraints, based on the geometrical analysing of synthetic method, are developed to estimate fundamental matrix (F matrix). Applying the new constraints, the four parameters of fundamental matrix could be estimated firstly, and these four parameters are the coordinates of the two epipoles. The other four parameters of the fundamental matrix could be solved by solving the linear equations with the other new constraint secondly, and these parameters represent the homography between the two pencils of epipolar lines. The synthetic data and the real data are used to test the new method. And the method is of the advantages of obvious geometrical meaning, and high stability of the epipoles of the fundamental matrix.     

基于三视图几何约束的摄像机相对位姿估计

针对从影像中恢复摄像机位姿的问题,提出基于三视图几何约束的位姿估计算法.利用强制选择机制对影像进行特征点提取,通过光流法和前后向误差实现相邻三帧影像的特征点匹配;推导基于本质矩阵优化分解的位姿估计,利用对极几何约束构建目标函数,通过迭代优化确定旋转矩阵的唯一解,优化了唯一解的确定方法,提高了相对位姿估计效率,得到第1、2摄像机矩阵;基于三视图的几何约束关系,由三焦点张量和匹配特征点建立目标函数,由迭代过程得到第3摄像机相对于第1摄像机的位姿参数.结果表明,提出算法的鲁棒性、精度以及算法效率均优于传统算法,能够快速、准确地估计摄像机相对位姿,可以实现对旋翼无人机的轨迹跟踪.     

Flotation bubble seed image filling algorithm based on boundary point features

Bubble seed image filling is an important prerequisite for the image segmentation of flotation bubble that can be used to improve flotation automatic control. These common image filling algorithms in dealing with complex bubble image exists under-filling and over-filling problems. A new filling algorithm based on boundary point feature and scan lines (PFSL) is proposed in the paper. The filling algorithm describes these boundary points of image objects by means of chain codes. The features of each boundary point, including convex points, concave points, left points and right points, are defined by the point’s entrancing chain code and leaving chain code. The algorithm firstly finds out all double-matched boundary points based on the features of boundary points, and fill image objects by these double-matched boundary points on scan lines. Experimental results of bubble seed image filling show that under-filling and over-filling problem can be eliminated by the proposed algorithm.     

最长距离法筛选遥感影像校正中的地面控制点

介绍了遥感影像多项式几何校正的原理,提出了应用最长距离法筛选地面控制点的思想;详细叙述了应用最长距离法筛选地面控制点的原理、处理流程及方法示例;最后说明了这种方法在实践中的应用。实践证明,应用最长距离法筛选地面控制点,是提高遥感影像多项式几何校正精度的有效途径。     

基于三角形包围盒的纹理地图集生成算法

在平面坐标系中旋转所有网络三角形,使其最长边为水平方向。按照包围盒高度递减次序,将每个三角形包围盒在地图集中沿扫描线顺序滑动。通过标签矩阵中的包围盒碰撞测试实现三角形纹理的空间定位,由此获取三角形纹理坐标并完成对地图集的纹理填充。采用二分法测试三角形的最佳缩放系数,使所有三角形包围盒正好填满地图集空间。理论分析与试验结果表明:该算法具有简单稳定、存储纹理不变形的优点,与同类算法相比其空间填充率有较大幅度提高,运行时间没有明显增加。