基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法的设计与实现

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1、国内图书分类号：TP391工学硕士学位论文基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法的设计与实现硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所‘在单位：答辩日期：授予学位单位：邱子鉴孙博文工学硕士计算机系统结构计算机科学与技术学院2014年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignaandRegisRealityCandidate：Supervisor：BasedontheImprovedFernsQiuZijianSunBowenAcadem

2、icDegreeAppfiedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Dateof0ralExamination：University：ComputerArchitectureMarch，2014．HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法的设计与实现》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表

3、或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：砰寻缸日期：加眵年哆月弓f日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法的设计与实现》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其

4、他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密r]，在年解密后适用授权书。不保密l刁。(请在以上相应方框内打√)作者签名：多P善筮日期：7Q仔年弓月孑／日导师签名：降年多月；／日哈尔滨理工人学：【学硕上学位论文基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法的设计与实现摘要增强现实(AugmentedReality，简称AR)是将由电脑制作的虚拟物体或数字信息，融合到真实的世界中，以增强人们对真实场景的感知能力，使用户具有更直观的视觉体验。AR技术在传媒、医疗、军事、教育等领域具有广泛的应用前景，是计算机视觉领域的研究热点之一。特征匹配和三维

5、注册是AR系统中的两个重要组成部分，因此本文主要研究内容如下：1．对AR技术的国内外研究现状及未来发展方向等做了详细介绍，并对已有的AR系统做了详细调查研究。2．详细阐述了增强现实技术中涉及到的理论背景知识，如数字图像处理相关技术、特征点匹配技术及计算机视觉相关技术。3．改进随机蕨特征匹配算法。随机蕨算法是目前比较成熟且应用较广的特征匹配算法，因其简单和高速而闻名，但是，由于它所训练得到的分类器体积过大，对于低内存的设备来说难以承受，所以在使用上受到诸多限制。为降低分类器的体积，本文提出一种基于方向信息的随机蕨匹特征配算法，该算法利用灰度重心算法将方向

6、信息添加到图像特征属性集，降低模板的旋转对分类器性能的影响，该方法简称方向蕨(OrientedFerns，简称OFems)。通过实验证明，在相近识别精度下，得到的分类器的体积减小到原始算法的1／8至1／10，并且没有降低算法的运行速度。4．设计实现了基于OFems算法的AR系统。特征提取部分采用加速分割测试(FeaturesfromAcceleratedSegmentTest，FAST)算法及图像金字塔算法快速获得多尺度下的特征点。特征匹配部分采用OFems算法获得特征点对应关系，结合随机抽样一致(RANdomSAmpleConsensus，简称RAN

7、SAC)算法处理误匹配问题，根据优化过的特征点对应关系计算获得关键帧的单应矩阵，进而进行三维注册，将虚拟物体叠加到真实的场景中。实验表明，在部分遮挡的情况下，本文算法可以仍然可以快速准确的识别出模板。关键词增强现实；特征匹配：随机蕨；方向蕨；三维注册哈尔滨理工火学工学硕二七学位论文DesignandImplementationofTrackingandRegistrationAlgorithminAugmentedRealitySystemBasedonImprovedRandomFernsAbstractAnaugmentedreality(AR)s

8、ystemsupplementswithcomputer-generatedvirtualob