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三维重建技术及其应用研究与实现

作　者: 郭继东
导　师: 向辉
学　校: 山东大学
专　业: 计算机技术
关键词: 基本矩阵三焦张量多视点几何鲁棒估计
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 277次
引　用: 3次
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内容摘要

基于图象的建模定义为如何从关于某物体的图象序列恢复该物体的3D表面模型。图象序列是通过普通的摄像机围绕某一物体自由拍摄取得。该方法即不需要知道摄像机的运动轨迹也不需要知道摄像机各项参数的设定。最后求得该物体的表面纹理以及一个与原物成比例的3D模型。本文讨论了重建的前几步。主要包括两视点结构中基本矩阵及三视点结构中三焦张量的计算。讨论各种算法的优劣以及在什么情况下使用那种算法。将基本矩阵以及三焦张量的计算统一到一个框架中。从实验上验证了基于RANSAC思想的MAPSAC算法在存有局外点数据的情况下的鲁棒性。在求出基本矩阵后,由基本矩阵恢复各个视点处的投影矩阵,利用三角测量法求出场景结构,利用恢复的投影矩阵,对3D点再投影,求出再投影误差;进而检测基本矩阵的优良。通过分析基本矩阵的鲁棒估计方法的特点,提出三点新的改进。第一点改进就是在RANSAC方法采用了极小化再投影误差判别数据点的类别;第二,给出再投影误差的一阶近似算法。第三,由求出的基本矩阵和局内点数据采用LM算法对结果过一步求精,给出更好的基本矩阵估计值,使得再投影误差进一步减小,避免结果趋于局部极值。合成数据和真实图像实验均证明了该方法的有效性和可靠性。

全文目录

第一章概论  8-12
  1.1、三维重建提出的问题  9
  1.2、背景综述  9-10
  1.3、本文的组织结构  10-12
第二章摄像机模型和多视点几何  12-25
  2.1 摄像机模型(单视点几何)  12-17
  2.2 两视点几何  17-20
  2.3 三视点几何  20-23
  2.4 小结  23-25
第三章基本矩阵计算  25-36
  3.1 基本矩阵计算  25-36
    3.1.1 线性算法  25
    3.1.2 基于不变量的基本矩阵F的计算  25-26
    3.1.3 加权迭代最小平方算法  26-27
    3.1.4 参数优化算法  27-29
    3.1.5 七点算法  29
    3.1.6 RANSAC算法  29-31
    3.1.7 MLESAC算法  31-32
    3.1.8 MAPSAC算法  32-33
    3.1.9 改进的鲁棒方法  33-36
第四章实验  36-46
  4.1 人工合成数据  36-41
  4.2 未定标的真实图象  41-44
  4.3 结论及未来工作  44-46
第五章系统实现  46-52
附录A  52-53
附录B  53-57
参考文献  57-59
后记  59-60
攻读学位期间发表的学术论文目录  60-61
学位论文评阅及答辩情况表  61

三维重建技术及其应用研究与实现

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