基于單目雙焦成像的立體視覺深度測量技術(shù)研究

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1、基于單目雙焦成像的立體視覺深度測量技術(shù)研究中文摘要基于單目雙焦成像的立體視覺深度測量技術(shù)研究中文摘要單目雙焦立體視覺是計(jì)算機(jī)視覺新近發(fā)展的一個(gè)重要分支,與雙目立體視覺不同,它只需一臺(tái)攝像機(jī)或其它圖像采集裝置在定點(diǎn)拍攝場景。因?yàn)榭臻g物點(diǎn)的深度信息與攝像系統(tǒng)的參數(shù)和物體所成像以及像的清晰度及模糊度有關(guān),所以通過獲取攝像機(jī)參數(shù)和物體像的相關(guān)信息并進(jìn)行分析處理,可以計(jì)算出空間物點(diǎn)的深度信息。本文綜合應(yīng)用最新計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、三維立體模型重建等理論、技術(shù)和方法，研究基于單目立體視覺的非接觸深度測量系統(tǒng)。單目雙焦深度測量主要根據(jù)物體同一個(gè)特征點(diǎn)在不同焦距下所成兩幅圖像對的像點(diǎn)到主

2、軸的矢量長度，再根據(jù)幾何知識(shí)計(jì)算出對應(yīng)物點(diǎn)到鏡頭的距離即物點(diǎn)深度。因此本文從單目雙焦立體視覺測量理論基礎(chǔ)、圖像預(yù)處理和分割、變焦圖像對的特征提取和匹配、基于面積的單目雙焦深度測量等幾個(gè)方面進(jìn)行研究，工作重點(diǎn)是解決影響測量精度的關(guān)鍵技術(shù)，主要工作有以下幾個(gè)方面：1、全面的研究了立體圖像對特征點(diǎn)的提取與匹配技術(shù)。本文從特征點(diǎn)匹配的基本原理出發(fā)，歸納和比較了各種典型的特征提取方法和立體匹配算法，對匹配問題的發(fā)展和研究現(xiàn)狀作了總結(jié)和提煉。在SIFT的匹配算法的基礎(chǔ)上，本文作了一些改進(jìn)。通過逆向二次SIFT匹配，提高了匹配可靠性。2、為了解決變焦拍攝圖像時(shí)，攝像機(jī)需要頻繁標(biāo)定，并且隨相機(jī)的平移、

3、縮放和旋轉(zhuǎn)，像點(diǎn)到主軸的距離測量誤差偏大，影響測量精度和實(shí)時(shí)性等問題，本文提出了一種基于圖像面積的不需標(biāo)定主點(diǎn)坐標(biāo)的測量方法，用圖像的面積代替像點(diǎn)到主軸的距離，減少了相機(jī)頻繁標(biāo)定的繁瑣環(huán)節(jié)，并且可減小測量誤差，提高測量精度。關(guān)鍵詞：雙焦成像；自適應(yīng)濾波；邊緣檢測；SIFT特征匹配；圖像面積作者：劉紅波指導(dǎo)教師：趙勛杰I基于單目雙焦成像的立體視覺深度測量技術(shù)研究英文摘要ResearchonstereovisiondepthmeasurementtechniquesbasedonmonocularbifocalimagingAbstractInrecentyears,themonocula

4、rstereovisionsystembasedonbifocalimagingisbecominganimportantbranchofcomputervision.Differentwithbinocularstereovisionsystem,itonlyneededavideocameraorotherimageacquisitionequipmenttogetthedesignatedscene.Becausethedepthinformationofaspecialpointiscloselyrelatedtotheimagingparametersandtheimages

5、ofobjectpoint,wecancalculatethedepthofthepointbygettingthecamera’sparametersandanalyzingtheobject’srelevantinformationintheimages.Thispaperstudiesthenon-contactdepthmeasurementbasedonmonocularvision,withthecomprehensiveapplicationofthelatestcomputervision,computergraphics,theoryofimageprocessing

6、andreconstructionofthree-dimensionalmodel.Togetthedepthofapoint–itsdistancetothelens,monocularvisionsystemfocusprimarilyonmeasuringthefeaturepoint’svectorlengthstotheopticalaxisinthetwoimagesatdifferentfocallengths,accordingtoacertaingeometryknowledge.Thispaperstudiesmainlyonthemonocularbifocals

7、tereovisionmeasurementtheory,imagepreprocessingandsegmentation,zoomimagefeatureextractionandmatching,basedontheareaofmonocularbifocaldepthmeasurementtoenhancemeasurementaccuracy,andthemainworkincludesthefollowingaspects:1、St