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《水下雙目立體視覺稠密匹配算法的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學位論文MASTER’SDISSERTATION論文題目水下雙目立體視覺稠密匹配算法的研究作者姓名盧士強學科專業(yè)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制指導(dǎo)教師李雅倩副教授2016年5月中圖分類號：TP391學校代碼：10216UDC：621.3密級：公開工學碩士學位論文水下雙目立體視覺稠密匹配算法的研究碩士研究生：盧士強導(dǎo)師：李雅倩副教授申請學位：工學碩士學科專業(yè)：導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制所在單位：電氣工程學院答辯日期：2016年5月授予學位單位：燕山大學ADissertationinNavigationGuidanceandControlTHERESEARCHOFUNDERWATERBINOCULARSTEREO
2、DENSEMATCHINGALGORITHMSbyLuShiqiangSupervisor:ProfessorLiYaqianYanshanUniversityMay,2016燕山大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學位論文《水下雙目立體視覺稠密匹配算法的研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在燕山大學攻讀碩士學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔。作者簽字：日期：年月日摘要摘要海洋資源豐富，空間廣闊，開發(fā)潛能巨大。視覺技術(shù)是
3、水下探測的重要工具之一，具有速度快、精度高、信息量大等優(yōu)點，是水下機器人探測的重要組成部分。水下機器人工作的關(guān)鍵是獲取可靠的水下圖像并進行處理，而水下圖像處理的關(guān)鍵是立體匹配。本文以雙目立體視覺的水下應(yīng)用作為研究對象，對空氣中現(xiàn)有立體匹配算法進行了改進，使其適用水下環(huán)境。主要做了以下工作：(1)本文首先從攝像機成像模型出發(fā)，介紹了4種參考坐標系及它們之間的數(shù)學相關(guān)性，然后構(gòu)建線性成像模型、水下環(huán)境成像模型；其次介紹了常用的平行雙目立體視覺系統(tǒng)，推導(dǎo)了視差與目標深度的數(shù)學表達式；重點介紹了立體匹配算法的基礎(chǔ)概念、主要步驟、約束條件及分類。(2)針對水下環(huán)境中光線發(fā)生折射、散射、吸收等導(dǎo)致水下
4、圖像畸變，圖像模糊，Daisy算法在灰度圖像上匹配正確率低等問題，提出兩種基于顏色模型的Daisy改進方法。方法一，RGB模型下，在R、G、B三個通道分別利用Daisy算法生成子描述符，將子描述符組合成一個更大描述符，與在灰度圖像上生成描述符相比，差異性增加，然后利用歐式距離相似性測量公式尋找匹配點；方法二，將原始RGB顏色模型轉(zhuǎn)換成高斯顏色模型，增強圖像光照不變性、顏色不變性，然后在E、E、E???三個通道分別利用Daisy算法計算描述符并求平均值，最后選擇歐式距離相似性測量公式尋找匹配點。實驗數(shù)據(jù)顯示，兩種改進方法與SIFT匹配正確率相似，同時算法時間有一定降低，可以在水下圖像的稠密匹
5、配場景中應(yīng)用。(3)針對水下圖像不再滿足空氣中的極線約束條件這一問題，提出一種將色彩分割和曲線約束相結(jié)合的水下立體匹配算法。首先利用參考圖像的顏色信息進行色彩分割，然后使用基于區(qū)域的SAD算法進行匹配，根據(jù)匹配窗口中像素落在不同分割區(qū)域，分配不同權(quán)重，組成新的匹配代價；然后推導(dǎo)參考圖特征點對應(yīng)的曲線約束條件，將該曲線約束作為SAD算法在待匹配圖上尋找對應(yīng)點的搜索范圍，減少計算量。實驗數(shù)據(jù)顯示，本文算法優(yōu)于SIFT特征匹配算法，匹配正確率提高較明顯。關(guān)鍵詞：雙目視覺；立體匹配；水下圖像；水下折射；色彩分割；曲線約束I燕山大學工學碩士學位論文AbstractOceanhasgreatpoten
6、tialfordevelopmentwithitsrichresourcesandvastspace.VisionTechnologyisanimportanttoolforunderwaterexploration,withhighspeed,highprecision,largeamountofinformation,etc.,andisequippedwithunderwaterexplorationrobot.Thekeytomakeunderwaterrobotworkistoobtainreliableunderwaterimageandimageprocessing,wher
7、easthestereomatchingisthecoretechnologyofunderwaterimageprocessing.Thispaperconductssystematicresearchesonunderwaterbinocularstereovisionandmakesimprovementtotheexistingstereomatchingalgorithmintheairtomakeitsuit
