双目图像的立体匹配及三维重建方法研究

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1、双目图像的立体匹配及三维重建方法研究摘要双目立体视觉三维重建方法是机器视觉重要的研究课题之一，该方法利用获取的二维图像信息构建空间三维场景，可以方便地从任意视点观察物体，实现虚拟现实技术中的场景重现。目前，利用双目图像进行三维重建的研究取得了一些成果，但仍有大量的问题需要深入研究。本文依照人类视觉原理，对双目图像的立体匹配及三维重建方法进行了研究。论文在以下几个方面做了较深入的研究：1、构建了双目摄像机标定算法。利用标定模板平面到摄像机成像平面的单应矩阵应满足的约束条件建立线性方程，通过计算得到摄像

2、机的内部参数和外部参数。实验结果验证了算法的有效性。2、提出了一种基于颜色和纹理估计的支持区域立体匹配算法。通过色彩量化窗口快速寻找初始支持区域，依据初始支持区域的纹理相似度进行区域增长，在获得的支持区域约束条件下，提取初始视差并进行校准，从而获得精确的视差图。仿真实验表明，算法在低纹理和视差不连续区域能够获得理想的匹配效果。3、给出了一种基于双目图像的三维重建算法。根据摄像机模型参数及匹配点对，利用基于最小几何误差空间点重建的原理，设计了双目图像三维重建算法。实验结果表明重建效果良好。论文利用Ma

3、tlab7．0仿真平台，采用汽车双目图像进行了摄像机标定、立体匹配和三维重建的完整实验。验证了本文的研究方法可行，并达到了预期效果。关键词：立体视觉；摄像机标定；立体匹配；纹理相似度；视差校准：三维重建—————————————————————————————一一一TheResearchonTheMethodofStereoMatchingand3DReconstructionBasedonBinocularImageAbstract’I。hemethodof3DReconstructionbase

4、donbinocularstereovisionisoneofmachinevision’Spopularresearchtopics．Bymeansof3DReconstructionbased0nbinocularstereovisionthe3Dspatialsceneisreconstructedbythetwo—dimensionalimage．Theobjcotcanbeobservedfromanyviewpointinthethree·dimensionalspace．Thevirt

5、ualscene’Srecurrencecanbeaccomplishedbythismethod．Currently,theresearchof3Dreconstructionbasedonbinocularimageachievedsomeresults，buttherearealotofissueswhichneededtobefurtherstudied．Withtheprincipleofhumanvision，stereomatchingand3Dreconstructionbasedo

6、nbinocularimagehasbeenstudiedinthisarticle．Inthispaper，furtherresearchhasbeenaccomplishedinthefollowingaspects：1．Thealgorithmofbinocularcameracalibrationhasbeenconstructed．LinearequationiSestablishedundertheconstraintconditionwhichiSdecidedbyhomography

7、matrix．Homographytransformationbetweentheplaneofcalibrationtemplateandimageplaneofcameracanbedescribedbyhomographymatrix．Theinternalparameterandexternalparameterofcameracanbeobtainedbycalculatingthelinearequation．Itisshowedthatthemethodiseffectiveinthe

8、experimentalresult．2．Astereomatchingalgorithmbasedoncolorandtextureispresented．Theinitialsupportregionsareselectedwithwindowsbycolorquantization．Accordingtothesimilarityoftextureandcolor，region’Sgrowthisaccomplished．Undertherestraintcon