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《基于RANSAC算法的基本矩阵估计的匹配方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、文章编号167122730(2006)0420066204基于RANSAC算法的基本矩阵估计的匹配方法121单欣,王耀明,董建萍(1.上海师范大学数理信息学院,上海,200234;2.上海电机学院电子信息学院,上海,200240)摘要基本矩阵包含了摄像机的所有内参数和外参数信息,求解基本矩阵是计算机视觉中的重要研究课题。在介绍极线几何和基本矩阵理论后,提出了一种基于Sampson距离的RANSAC(Ran2domSamplingConsensus)算法用于解决求解基本矩阵中误匹配问题。通过从图像的特征提取、特征点
2、匹配到求解基本矩阵的完整的仿真实验,验证了该算法的有效性。关键词基本矩阵;极线几何;RANSAC方法;Sampson距离中图分类号TP317.4文献标识码ATheMatchingMethodBasedonRANSACAlgorithmforEstimationoftheFundamentalMatrix121ShanXin,WangYaoming,DongJianping(1.MathematicsandSciencesCollege,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai,20023
3、4;2.SchoolofElectronicInformation,ShanghaiDianjiUniversity,Shanghai,200240)AbstractThefundamentalmatrixcontainsallofacamera.sinnerandouterparametersofacam2era.Sotheestimationofthefundamentalmatrixisacrucialproblemofcomputervision.Inthispa2per,weintroducetheth
4、eoremoftheepipolargeometryandthefundamentalmatrix.Tosolvetheproblemoffalsematches,wealsointroducesRANSACalgorithmbasedonSampsondistance.Experi2mentsonfeaturedetectionandmatchingaswellastheestimationofthefundamentalmatrixshowthattheproposedmethodiseffective.Ke
5、ywordsfundamentalmatrix;epipolargeometry;randomsamplingconsensus(RANSAC)al2gorithm;Sampsondistance基本矩阵给出了摄影几何意义下三维重建所需的图像之间重要的几何关系,描述了对应点之间满要的双摄像机的全部参数,称求解基本矩阵为双摄足的极线约束条件,可以得到射影几何意义下的三像机的弱定标。基本矩阵包含了由不同视点处得到维重建,三维重建是运动估计、摄像机标定、匹配和收稿日期:2006206201基金项目:上海市教委科研项目(
6、沪教科01D0221)。作者简介:单欣(19812),女,硕士生,专业方向:图像处理,计算机视觉。[1]2跟踪的基础。Iu(x)Iuv(x)式中:C(x)=,Iu(x)、Iv(x)和2本文采用Harris角点提取方法提取两幅图像Iuv(x)Iv(x)的特征点,然后根据已提取的特征点利用相关匹配Iuv(x)分别是图像点x的灰度在u和v方向的偏导算法进行图像预匹配。为了解决相关匹配中产生的以及二阶混合偏导。当Harris算子R大于设定的误匹配问题,本文进一步采取了RANSAC方法,利阈值时,判断该点为角点。k的选取依
7、经验而定,k用基本矩阵的估计方法对图像作进一步匹配,相当越小,R值就越大,检测到的特征点就越多,通常取[3]程度上改善了误匹配的问题,获得了良好的匹配效k=0.04。本文在判断角点时采用非极大值抑制[4]果。方法对算子R进行判断。[1]在获取了图像的特征点之后,需要对图像特征1极线几何与基本矩阵进行预匹配。本文采用相关匹配算法进行特征点匹两张影像间的极线几何关系如图1所示,其中配:对图像1的每个特征点图周围定义一个匹配搜I与Ic为两张不同角度对同一场景拍摄的影像,X索窗口,对落在该窗口内的每个特征点计算其与图为空
8、间任一点,在I与Ic平面上的投影分别为m与像2的每个特征点的匹配窗的相关度。如果某对特mc。C与Cc分别是两摄像机光心,其连线与平面I征点具有最强的相关度,那么就认为这对特征点为与Ic交于e与ec,XCCc平面与两图像平面的交线lm匹配点。与lcm分别是点X在平面I和平面Ic上的极线。3基本矩阵的估计由两幅图像上的匹配特征点m与mc的齐次坐标u与uc估计基本矩阵F,它们应
