【摘要】：立體匹配是立體視覺(jué)中的一個(gè)重要問(wèn)題,即在立體像對(duì)中尋找同名點(diǎn)并建立其對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程。隨著人類雙目視覺(jué)原理被揭開,人類可以模仿自身的視覺(jué),用計(jì)算機(jī)的手段感知和認(rèn)識(shí)世界。在使用立體匹配獲得同名點(diǎn)關(guān)系后,利用攝影測(cè)量中核線幾何和三角測(cè)量的原理,人們就可以重建所拍攝的實(shí)際場(chǎng)景。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展之后,立體匹配的研究進(jìn)入了實(shí)用階段。人類可以將立體匹配用于大量生產(chǎn)三維場(chǎng)景、正射影像及高精度地形圖。此外,立體匹配也被應(yīng)用在娛樂(lè)、自動(dòng)駕駛、安保等諸多領(lǐng)域當(dāng)中。立體匹配的研究歷史與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的歷史相當(dāng),而其大規(guī)模發(fā)展的時(shí)代也正是計(jì)算機(jī)技術(shù)大發(fā)展的時(shí)代。盡管如此,立體匹配仍然有諸多問(wèn)題等待解決。當(dāng)今關(guān)于立體匹配的研究越來(lái)越廣泛,也越來(lái)越深入。新的理論不斷提出,新的算法也不斷涌現(xiàn)。這其中,如何處理尺寸巨大、場(chǎng)景復(fù)雜的航空影像,是一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。本文試圖解決這一問(wèn)題,在考慮了航空影像的特點(diǎn)后,設(shè)計(jì)一種能夠處理大規(guī)模影像、計(jì)算量較小、且具有可擴(kuò)展性的算法框架。本文所提出算法框架的實(shí)現(xiàn)思路是從已經(jīng)相當(dāng)成熟的特征點(diǎn)匹配開始入手,逐步生成覆蓋大部分像素的視差圖。通過(guò)特征點(diǎn)匹配算法,可以得到一個(gè)十分稀疏、但精確度較高的同名點(diǎn)點(diǎn)集；在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng),作為對(duì)視差圖的初始估計(jì)；選用廣為人知的半全局匹配算法構(gòu)建視差圖,獲得像素級(jí)的、最終的匹配結(jié)果�？紤]到航空影像的巨大尺寸,本文采取了分部半全局匹配算法,并在處理過(guò)程中將圖像暫時(shí)分成區(qū)塊,并逐個(gè)區(qū)塊處理,以節(jié)省內(nèi)存。在代價(jià)計(jì)算環(huán)節(jié),本文采用CENSUS和互信息(MI)的加權(quán)和作為匹配代價(jià),以達(dá)到抗輻射畸變的效果。最后,本文使用C++語(yǔ)言和OpenCV開放視覺(jué)庫(kù)編寫了測(cè)試程序,并使用Middlebury College提供的近景測(cè)試數(shù)據(jù)和使用大飛機(jī)拍攝的大幅面航空影像數(shù)據(jù)從定性和定量的角度評(píng)價(jià)了該算法框架,包括精度、時(shí)間和資源占用情況。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;P231

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本文編號(hào)：2764300