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1、碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的空間深度信息恢復(fù)方法研究RESEARCHONSPATIALDEPTHINFORMATIONRECOERYMETHODBASEDONBINOCULARSTEREOVISION黃源欣哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TP391.9學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工程碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的空間深度信息恢復(fù)方法研究碩士研究生：黃源欣導(dǎo)師：張樹青副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：光學(xué)工程所在單位：航天學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:T
2、P391.9SchoolCode:10213U.D.C:621.3SecurityClassification:PublicDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSPATIALDEPTHINFORMATIONRECOERYMETHODBASEDONBINOCULARSTEREOVISIONCandidate：HuangYuan-xinSupervisor：AssociateProf.ZhangShu-qingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEng
3、ineeringSpeciality：OpticalEngineeringAffiliation：SchoolofAeronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要對客觀世界的真實(shí)感知一直是人類不斷追求的永恒課題。雙目立體視覺由于與人類在視覺感知方面具有相似的結(jié)構(gòu)，在人類的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用。因此，處理雙目視覺系統(tǒng)采集到的雙目圖像信息，以恢復(fù)圖像場景在客觀世界中的三維坐標(biāo)具有
4、重要意義。本文從攝像機(jī)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、雙目圖像中的特征描述提取及匹配、視差生成方法以及第三維坐標(biāo)的解算等問題展開研究論述。論文的主要工作由以下幾個方面組成：首先，對攝像機(jī)的成像模型進(jìn)行分類，推導(dǎo)坐標(biāo)變換關(guān)系。介紹直接線性變換法、Tsai兩步法以及張正友相機(jī)標(biāo)定法，根據(jù)世界坐標(biāo)與像素坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系采用張氏標(biāo)定法對雙目相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行解算。再通過重投影特征點(diǎn)進(jìn)行誤差分析，得到像素誤差小于0.1個像素，滿足實(shí)驗(yàn)要求，驗(yàn)證了張氏標(biāo)定法的可靠性。其次，對雙目圖像進(jìn)行濾波降噪處理。通過對比均值濾波、高斯濾波、雙邊濾波以及中值濾波的結(jié)果表明中值濾波在保留圖像
5、邊緣和細(xì)節(jié)的同時還降低了圖像的階躍噪聲，是最適合本文的濾波方法。介紹了Bouguet平行校正方法，對降噪后的圖像進(jìn)行平行校正，結(jié)果表明雙目圖像校正效果良好，具有相同的行號。然后，提出了利用統(tǒng)計(jì)自相關(guān)系數(shù)的方法進(jìn)行Harris角點(diǎn)的匹配方法，與SIFT和SURF算法提取的特征點(diǎn)與匹配點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行比較，并且記錄程序運(yùn)行時長。結(jié)果表明本文所提出的方法匹配的精度較高，但是綜合時間和匹配點(diǎn)數(shù)考慮SURF算法是最優(yōu)選擇。最后，提出一種結(jié)合SURF特征與GC方法的視差生成方法，通過對比局部視差生成方法、SGM方法與本文的視差生成方法，驗(yàn)證了本文方法的優(yōu)越性。通過
6、標(biāo)定出的相機(jī)參數(shù)與生成的視差圖恢復(fù)圖像中場景的三維坐標(biāo)，構(gòu)建三維點(diǎn)云。最終的結(jié)果驗(yàn)證了相機(jī)標(biāo)定結(jié)果、圖像匹配算法以及視差生成方法的有效性。關(guān)鍵詞：相機(jī)標(biāo)定；特征提取；特征匹配；視差圖；三維點(diǎn)云-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractRealperceptionoftheobjectiveworldisaneternaltopicthathumansareconstantlypursuing.Binocularstereovisionplaysanimportantroleinhumanlife,becauseofitssimilars
7、tructurewithhumanvisualperception.Therefore,itisveryimportanttorestorethisscene’s3Dcoordinatesinobjectiveworldfrombinocularimageswhicharecollectedbybinocularvisionsystem.Thisthesisdiscussestheissuesofcameracalibrationexperiments,featuredescriptionextractionandmatchinginbinocu
8、larimages,thegenerationofparallax,andthesolutiontothird-dimensionalc
