多视点深度图像的配准方法研究与实现

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入

2、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：第一章绪论1．1问题的提出信息化的发展无疑对当前公安工作产生了深远的影响，其最直接的表现就是促进了当前公安工作运行模式的转变。公安信息化是我国国民经济和社会信息化的重要应用领域，全国公安信息化工程——“金盾工程”是我国电子政务建设的12个重要业务系统建设项目之一。公安的行为由行政行为和侦查行为构成，其中侦查行为中的案件现场记录、物证获取和保存、确定或排除嫌疑犯等均是公安的重要职责。为了更好的履行这些职责的需要，在对案件

3、进行分析时，公安部门对应用现代的信息技术的需求越来越迫切。目前案件现场三维重建与智能分析系统中，对犯罪场景、犯罪现场证物的记录方式还是一般的照片二维记录；不能反映现场以及现场物体的三维真实效果，对于重现虚构人物和真实场景结合的图像模拟犯罪过程更是无能为力。当前我国在勘验现场时使用笔记和绘图方法在客观性方面由于容易受到工作人员的业务素质、专业水平和责任心的影响，普通摄像又缺乏立体感和交互性。这些因素都不利于未去过现场的专家事后判案。所以迫切需要一个能建立案件现场三维场景以及场景中物体的演示分析系统。三维信息获取技术，又称为三维数字化技术，它研究快速获取

4、物体表面空间坐标，得到物体三维数字化模型的方法。因为对激光扫描仪所获取的数据进行重建所得到的模型具有高精度的几何信息和逼真的色彩信息，非常适合用来快速的建立案件现场的三维信息；但是在激光扫描的过程之中，现场的物体由于“自遮挡”和扫描视点误差等原因，只通过一次扫描不可能得到复杂物体表面的所有深度图像数据。必须通过扫描仪获得物体表面不同方向的深度图像；然后配准这些不同视角的深度图像，然后对其进行补洞、集成融合等操作，完成物体的三维建模。其中，深度图像匹配是三维数字化技术中的关键，它直接影响最后的合成结果、造型精度以及三维重建过程中的自动化程度。常规的深度

5、图像配准算法对两幅待配准深度图像初始相对位置要求较高，它们之间的初始位置不能相差太大，否则配准结果不可靠。为此本文提出一个全自动的三维扫描系统的深度图像配准流程，并且实现了由物体深度图像到三维模型电子科技大学硕士学位论文的建模系统，可以对案件现场的证物进行全方位浏览。1．2国内外研究现状1．2．1三维数字化技术的其他应用领域三维数字化技术始终是计算机领域研究热点之一，涉及光学、计算机视觉、图象处理、机器人学、生物视觉、人工智能等理论，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。目前，在国外很多发达国家中，三维扫描技术已在各行各业中显示了巨大的技术先进性和强大

6、的生命力，广泛应用在各个领域【l一钉。1．影视特技制作最能发挥三维扫描技术作用的是影视特技制作。随着计算机图形图像技术的飞速发展，计算机影视特技技术越来越广泛地应用于影视、广告业，给人们带来了全新的视觉感受，实现了过去无法想像的特技效果，已经成为高质量影视、广告制作中不可缺少的手段。要在计算机上对一个对象进行三维动画特技处理，首先必须获得其三维彩色数字化模型。这只有两个渠道，一是在计算机中构造，二是设法获得实物的立体彩色模型。对于一些规则简单的，或者是完全想像虚构的物体，可以由电脑特技师利用三维构型软件构造。在许多情况下，需要对特定的真实演员形象进行

7、三维特技处理，制作一个真实、复杂物体的三维特技效果，对于这类真实的、复杂的物体，例如人的头部或艺术品是很难用构型软件制作出三维模型的。三维扫描仪能迅速、方便地将演员、道具、模型等的表面空间和颜色数据扫描入计算机中，构成与真实物体完全一致的三维彩色模型，其数据格式能与通用的三维动画软件接口。有了这些数字化模型，就可以用三维动画软件对它们做进一步的特技处理，实现高难度的特技效果。2．虚拟现实系统在仿真训练系统、灵境(虚拟现实【5’6】)、虚拟演播室系统中，也需要大量的三维彩色模型，靠人工构造这些模型费时费力，且真实感差。同样，Internet上炒得正热的

8、VRML技术如果没有足够的三维彩色模型，也只能是无米之炊，而三维彩色扫描技术可提供这些系统所需要的大量的、与