基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)部分算法研究

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1、學(xué)校代碼:巡分類號(hào):巡【j069l研究生學(xué)號(hào):!Q至QQ至QQZ至!星至互密級(jí):玉⑧東牡埽冠大季碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)剖分算法研究TheResearchof3DReconstructionDecompositionAlgorithmBasedonBinocularStereoVision作者:沈璐指導(dǎo)教師學(xué)科專業(yè)研究方向?qū)W位類型喬雙教授電路與系統(tǒng)語音與圖像高速數(shù)據(jù)處理理論及應(yīng)用學(xué)歷碩士東北師范大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)2010年5月.o。:、..··獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)

2、下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)我所知,除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本人的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中作了明確的說明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:溫縊日期:學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解東北師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:東北師范大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)東北師范大學(xué)可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到‘

3、中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫:}(中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社)、‘中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所)等數(shù)據(jù)庫中,并以電子出版物形式出版發(fā)行和提供信息服務(wù)。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名:避日期:趁。碰!叢學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向:工作單位:通訊地址:指導(dǎo)教師簽名:日期:電話:郵編:,~●£IIJ—摘要雙目立體視覺是從兩個(gè)視點(diǎn)獲取不同視角下的感知圖像,通過成像幾何原理計(jì)算圖像像素間的位置偏差(視差),進(jìn)而獲取物體的三維信息的過程,類似于人類視覺的立體感知過程。雙目立體

4、視覺一直是計(jì)算機(jī)視覺的研究重點(diǎn)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善,雙目立體視覺技術(shù)在地形勘測、機(jī)器人導(dǎo)航等方面將有更廣闊的發(fā)展前景,因此對(duì)該課題的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先系統(tǒng)地介紹了雙目立體視覺的基本原理和基本步驟(攝像機(jī)標(biāo)定,圖像立體匹配,三維重構(gòu)),其次重點(diǎn)研究了基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)剖分算法。本文的所有程序都是以VisualC++為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。在攝像機(jī)標(biāo)定部分,考慮到攝像機(jī)情況和實(shí)驗(yàn)條件,采用張正有標(biāo)定來獲取攝像機(jī)的相關(guān)參數(shù)。在圖像立體匹配部分,選取經(jīng)過預(yù)處理的圖像的角點(diǎn)作為特征點(diǎn),采用基于區(qū)

5、域匹配和基于特征匹配相結(jié)合的匹配算法,得到特征點(diǎn)的視差圖,進(jìn)而計(jì)算出數(shù)據(jù)點(diǎn)的深度信息(Z坐標(biāo))。在三維重構(gòu)部分,空間點(diǎn)的重建方法采用的是Bowyer-Watson算法來生成Delaunay三角網(wǎng),并改進(jìn)了其點(diǎn)定位搜索策略,還提出了一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),提高了三角剖分程序的執(zhí)行效率。剖分后的Delaunay三角網(wǎng),經(jīng)過0penGL與VisualC++聯(lián)合編程的方式,最終實(shí)現(xiàn)物體的三維可視化。關(guān)鍵詞:立體匹配;三維重構(gòu);Delaunay三角網(wǎng):逐點(diǎn)插入法;OpenGLAbstractBinocularstereovisi

6、on,whichacquiresperceptivepicturesindifferentperspectivesfromtwoeyepoints,isaprocessthatobtainthethree-dimensionalstructureofthingsthroughcalculatingpositionaldeviationbetweenimagepixelsbasedonImagingGeometryPrinciple.Thatissimilartohuman'svisualperceptionpro

7、cess.Binocularstereovisionisalwaysoneofthekeyresearchofcomputervision.Withthedevelopmentoftechnology,binocularstereovisionwillbewidelyappliedintopographicsurvey,robotnavigation,andSOon.Therefore,theresearchofthissubjecthassignificantpracticalsignificanceandap

8、plicationvalue.Firstly,thebasicprincipleandsteps(cameracalibration,stereomatchingand3Dreconstruction)ofbinocularstereovisionsystemareintroduceddetailedlyinthispaper.Then,itfocusesontheres

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