基本矩阵的鲁棒贪心估计算法.pdf

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1、第19卷第5期计算机辅助设计与图形学学报Vol.19，No.52007年5月JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDDESIGNSCOMPUTERGRAPHICSMay，2007!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!基本矩阵的鲁棒贪心估计算法向长波1，2）刘太辉1，3）宋建中1）1（）中国科学院长春光学精密机械与物理研究所快速捕获与实时图像处理技术研究室长春130033）2（）中国科学院研究生院北京100049）3（）北华大学计算机学院吉林13202

2、1）（cbxiang!126.com）摘要分析了基于随机抽样检验思想的现有鲁棒算法在基本矩阵的求解问题中存在的不足，提出一种获得基本矩阵最优解的算法.利用各种鲁棒技术获得内点集，以点到极线的距离作为最优量度标准，采用贪心策略在内点集中寻找最优子集，并利用最优子集来计算基本矩阵.合成数据与真实图像的实验结果表明，该算法在基本矩阵的求解精度、抗噪声能力、对极点的稳定性等方面优于现有的鲁棒方法.关键词对极几何；基本矩阵；鲁棒估计；RANSAC；贪心策略；最优子集中图法分类号TP391ARobustgreedyAlgorithmforestimati

3、ngthefundamentalmatrix1，2）1，3）1）XiangChangboLiuTaihuiSongJianzhong1（）FastCaPtureandreal-timeimageprocessingLaboratory，Changchuninstituteof0Ptics，Finemechanicsandphysics，ChineseacademyofSciences，Changchun130033）2（）GraduateunioersityofChineseacademyofSciences，Beijing100049）3（

4、）ComPuterCollege，Beihuaunioersity，Jilin132021）AbstractByanalyzingtheshortcomingofexistingrobustalgorithmsbasedonrandomsamplingemployedinestimatingthefundamentalmatrix，anovelalgorithmisproposedforoptimalestimationoffundamentalmatrix.ThealgorithmfirstlyusessomerobusttechniCue

5、stoconstructaninlierssetofmatchingpoints.Thenittakestheepipolardistanceastheoptimalcriterionandsearchoptimalsubsetintheinlierssetunderthegreedystrategy.Finally，thefundamentalmatrixiscalculatedwiththeoptimalsubset.Experimentalresultsonrealimageandsyntheticdatashowthattheprop

6、osedalgorithmissuperioroverotherrobustmethodsintermsofestimationaccuracy，anti-noiseabilityandstabilityofepipoles.Keywordsepipolargeometry；fundamentalmatrix；robustestimation；RANSAC；greedystrategy；optimumsubset对极几何关系是指从2个不同视点获得的来自的表示是一个3阶的且秩为2的矩阵，称为基本矩同一场景的2幅图像之间存在着一定的约束关系，阵，

7、因此，对极几何的求解问题就转化为对基本矩阵是非定标情况下可以从图像对中获得的唯一信息，的估计问题.它的准确求解是三维重建、运动估计、摄像机自标要进行基本矩阵的估计，首先需要建立一个由定、匹配和跟踪的基础［1-2］通常，这个匹配.对极几何关系在数学上2幅图像中的特征点构成的匹配集.收稿日期：2006-08-16；修回日期：2006-11-10.基金项目：国家自然科学基金（60372062）.向长波，男，1978年生，博士研究生，主要研究方向为基于图像的三维重建、医学图像处理等.刘太辉，男，1970年生，博士，副教授，主要研究方向为科学计算可视化

8、、医学图像处理等.宋建中，男，1942年生，研究员，博士生导师，主要研究方向为模式识别与电视跟踪技术.652计算机辅助设计与图形学学报2007年集不可避免地会包含2