本文關(guān)鍵詞：單目運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行稠密場(chǎng)景重建的方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圖形與圖像處理的數(shù)值方法與硬件設(shè)備在過(guò)去二十年間都得到了矚目發(fā)展,以場(chǎng)景模型重建作為核心任務(wù)的計(jì)算機(jī)立體視覺(jué)領(lǐng)域已逐漸將研究的重點(diǎn)從稀疏場(chǎng)景模型轉(zhuǎn)向稠密場(chǎng)景模型。目前,在單目運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行稠密場(chǎng)景重建的研究上,受制于當(dāng)前稠密結(jié)構(gòu)重建的初始條件依賴性及算法復(fù)雜度等問(wèn)題,尚難以得到系統(tǒng)、高效且適應(yīng)性強(qiáng)的方法。本文研究了對(duì)這一方向的部分關(guān)鍵問(wèn)題,并根據(jù)系統(tǒng)方案分為三個(gè)主要階段,分別解決了三個(gè)該階段的主要問(wèn)題:(1)針對(duì)初始觀測(cè)階段,提出了一種兩層迭代估計(jì)基礎(chǔ)矩陣的方法。這一階段關(guān)鍵問(wèn)題是建立的兩視圖間正確的幾何對(duì)應(yīng)性。錯(cuò)誤的幾何對(duì)應(yīng)關(guān)系將引發(fā)病態(tài)的位姿估計(jì)及錯(cuò)誤的矯正圖像,導(dǎo)致初始稀疏重建及稠密立體匹配的錯(cuò)誤或失敗。通過(guò)設(shè)置外層向內(nèi)層傳遞間接參數(shù)的兩層迭代模型,結(jié)合了迭代線性估計(jì)與非線性的七點(diǎn)法,可應(yīng)對(duì)場(chǎng)景結(jié)構(gòu)的平面退化。實(shí)驗(yàn)證明,該估計(jì)方法性能較為穩(wěn)定,且具備一定的參數(shù)適應(yīng)性。(2)針對(duì)連續(xù)觀測(cè)階段,提出了一種多序列擴(kuò)展式重建方法。這一階段關(guān)鍵問(wèn)題是克服景深歧義性導(dǎo)致的系統(tǒng)觀測(cè)與重建效率下降。短基線系統(tǒng)的景深歧義性在單序列擴(kuò)展式重建中將不可避免地持續(xù)累積,導(dǎo)致觀測(cè)與重建效率的持續(xù)下降直至系統(tǒng)終止。通過(guò)建立測(cè)度配準(zhǔn)模型,采用序列式擴(kuò)展作為子系統(tǒng),可進(jìn)行多路擴(kuò)展觀測(cè)并統(tǒng)一配準(zhǔn)重建。實(shí)驗(yàn)證明:結(jié)合在線預(yù)處理方法,可提高稀疏擴(kuò)展式場(chǎng)景重建的效率。(3)針對(duì)稠密重建階段,提出了一種聯(lián)合景深與運(yùn)動(dòng)重建的方法。這一階關(guān)鍵問(wèn)題是克服稠密重建對(duì)系統(tǒng)初始條件的依賴性。對(duì)初始條件較敏感的稠密重建方法,難以在初始景深估計(jì)較差、存在視點(diǎn)變化且?guī)瘦^低的單目運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)觀測(cè)系統(tǒng)下使用。通過(guò)建立統(tǒng)一優(yōu)化場(chǎng)景深度與空間運(yùn)動(dòng)的模型,并進(jìn)行色彩一致性下紋理合成誤差檢驗(yàn),可降低重建方法的初值依賴。實(shí)驗(yàn)表明:該方法可在一定程度上應(yīng)對(duì)初始條件較差的稠密重建問(wèn)題,并擴(kuò)展了運(yùn)動(dòng)場(chǎng)重建方法的應(yīng)用范圍。
【關(guān)鍵詞】：稠密場(chǎng)景模型 單目運(yùn)動(dòng)攝像機(jī) 聯(lián)合重建 多序列擴(kuò)展 兩層迭代估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究的背景及意義11-13
• 1.2 場(chǎng)景模型重建的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 本文所研究的關(guān)鍵問(wèn)題17-18
• 1.4 本文的整體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)18-20
• 1.5 本文章節(jié)安排20-21
• 第2章 場(chǎng)景模型重建的基礎(chǔ)理論21-37
• 2.1 引言21-22
• 2.2 基本的投影幾何概念22-28
• 2.3 基本的攝像機(jī)模型28-32
• 2.4 基本的場(chǎng)景結(jié)構(gòu)重建原理32-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 建立雙視圖幾何對(duì)應(yīng)性的方法研究37-77
• 3.1 引言37-38
• 3.2 建立雙視圖間幾何對(duì)應(yīng)性38-47
• 3.3 雙視圖間觀測(cè)位姿估計(jì)47-58
• 3.4 兩層迭代估計(jì)基礎(chǔ)矩陣的方法研究58-66
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析66-76
• 3.6 本章小結(jié)76-77
• 第4章 多序列擴(kuò)展式場(chǎng)景重建77-107
• 4.1 引言77-79
• 4.2 單序列擴(kuò)展式稀疏重建的基本原理及方法79-84
• 4.3 多序列擴(kuò)展及初始稠密重建84-93
• 4.4 多序列擴(kuò)展式場(chǎng)景重建方案93-96
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析96-106
• 4.6 本章小結(jié)106-107
• 第5章 聯(lián)合景深與運(yùn)動(dòng)的稠密場(chǎng)景重建107-163
• 5.1 引言107-109
• 5.2 稠密場(chǎng)景重建的基本方法及問(wèn)題109-118
• 5.3 聯(lián)合景深與運(yùn)動(dòng)的稠密場(chǎng)景重建方法118-140
• 5.4 聯(lián)合景深與運(yùn)動(dòng)的稠密重建的方案140-142
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析142-162
• 5.6 本章小結(jié)162-163
• 第6章 總結(jié)及展望163-165
• 6.1 論文工作總結(jié)163-164
• 6.2 后續(xù)工作展望164-165
• 參考文獻(xiàn)165-177
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況177-178
• 指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介178-179
• 致謝179

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