《双目近景摄影测量中匹配问题的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双目近景摄影测量中匹配问题的研究（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉大学 硕士学位论文 双目近景摄影测量中匹配问题的研究 姓名：李娅婷 申请学位级别：硕士 专业：测试计量技术及仪器 指导教师：仲思东 20040506 摘要 立体影像匹配是近景摄影测量实现自动化的核心技术。本文根据由物体的三维重建 测量时提取同名点这一工程实际需要，以近景摄影测量学及计算机视觉原理为基础，以 及对近景摄影测量的应用发展尤其是影像匹配技术分析的基础上，选择了同名点的自动 匹配作为本文的主要研究内容。对立体像对中的同名点的匹配方法及其系统的实现，围 绕同名点匹配的速度、精度、可靠性和适用性进行了理论分析和实践，并建立了相应的 实验系统。 首先，本文引入了双目立体原理，为后续的工作
2、提供了理论依据。其次，为了便于 匹配方案的实旌，对实验中立体影像进行了图像的预处理去色、压缩和边缘提取。 然后着重讨论了同名点匹配的实现，为了兼顾匹配的速度和精度，本文提出了基于立体 视觉约束的几何位置相似性的匹配方案，从而大大缩小了目标搜索区域，提高了匹配速 度；并利用对图像进行边缘提取将图像分成边缘和非边缘部分，考虑到测量中的兴趣点 多是边缘点的实际情况，修正了目标点的位置，提高了测量的精度。最后，在上述工作 的基础上，实现了同名点匹配的软件原型系统。该系统的开发平台是V i s u a lC + + ，适用 于W i n d o w s 操作系统，并在实际的测量中得到了验证。 本论文给出
3、的影像匹配的结果表明了本系统的有效性、可靠性及实用性。这种同名 点的匹配方法提高了三维建模时同名点匹配的精度、速度，从而提高了三维建模的自动 化程度，并有效的消除了人为误差，为后续的研究奠定了基础。 关键诃：立体视觉、同名点匹配、几何相似、双目立体约束、 边缘提取 A b s t r a c t T h es t e r e oi m a g em a t c h i n gi st h ek e yo fC l o s e r a n g ep h o t o g r a m m e t r ya u t o m a t i o n A c c o r d i n g t ot h ep r
4、 a c t i c a le n g i n e e r i n gr e q u i r e m e n to nr e s t o r a t i o no f3 Di m a g ef r o m2 Dp i c t u r e s ，o nt h e b a s i so fr e v i e w i n gt h ec u r r e n ts t a t u so fC l o s e - r a n g ep h o t o g r a m m e t r ye s p e c i a l l yi m a g e s m a t c h i n gt e c h n i q
5、u e s ，t h i sp a p e rf o c u s e so nt h es t u d yo fc o r r e s p o n d i n gp o i n ta u t o m a t i c m a t c h i n gb yu s i n gt h et h e o r i e so fc o m p u t e rv i s i o oa n dd i g i t a lp h o t o g r a m m e t r y C e n t e r i n gO n t h es p e e d ，a c c u r a c y , r e l i a b i l
6、 i t ya n da d a p t a b i l i t yo ft h ec o r r e s p o n d i n gp o i n tm a t c h i n ga p p r o a c h i nt h i sp a p e r , at h o r o u g h l yt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dal a r g eq u a n t i t yo fe x p e r i m e n t sa r ec a r r i e d o u ta n dan u m b e ro fa c h i e v e m e
7、 n ta r em a d ei nt h i st h e s i s A d d i t i o n a l l y , ar e l e v a n tc o m p l e t e e x p e r i m e n t a ls y s t e mh a sb e e ne s t a b l i s h e d T h em a i nw o r k si nt h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： F i r s t l y , t h et h e o r yo fb i n o c u l a rs t e r e oi m a g i
8、 n gi si n t r o d u c e dt h a to f f e r st h e o r e t i c a lf o u n d a t i o n f o rt h ef o l l o w i n gr e s e a r c hw o r k S e c o n d l y , i no r d e rt oi m p r o v et h eq u a l i t yo fo r i g i n a lp i c t u r e o ns u c c e s s i v ed i s p o s a l ，s o m ep r e d i s p o s a lm
9、e a s u r e so fd i g i t a li m a g ep r o c e s s i n gt e c h n i q u ea r e a d o p t e d t od i s p o s eo fo b j e c tp i c t u r e si n t h i sp a p e r T h e nt h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s so f c o r r e s p o n d i n gp o i n tm a t c h i n gi sd i s c u s s e d F o rt h es a
10、k eo ft r a d e o f fb e t w e e np r o c e s s i n gs p e e d a n dm a t c h i n ga c c u r a c yt h ea p p r o a c hi sp r e s e n t e d i nt h i sp a p e r , w h i c hb a s e so nt h eg e o m e t r y s i m i l a r i t yb e t w e e nt h eb i n o c u l a ri m a g e - p a i rt or e d u c et h es e a
11、 r c ha r e a t A n da tt h es a m et i m e ， r e v i s et h ep o s i t i o no ft h ep o i n tb yt h ee d g ea n dn o n - e d g er e g i o n st oe n h a n c et h em e a s u r i n g a c c u r a c y F i n a l l y , as o f t w a r ep r o t o t y p es y s t e mf o rt h ed i s p o s a lo f s u c hm a t c
12、 h i n gi s i m p l e m e n t e db a s e do na b o v ew o r k t h ed e v e l o p i n gp l a t f o r mo fw h i c hi sV i s u a lC + + 6 0a n d w h i c ha p p l i e st oW i n d o w so p e r a t i n gs y s t e m A n di nt h ea c t u a lm e a s u r i n gs y s t e m ，al o to f c o r r e s p o n d i n gp
13、o i n t sw e r ei n v e s t i g a t e d ，a n dt h eg o o dr e s u l t sh a v eb e e na c q u i r e db yt h i s a p p r o a c h T h er e s u l to fi m a g em a t c h i n gd i s p o s a l 画V e ni nt h i sp a p e rs h o w st h es o f t w a r es y s t e mi s e f f i c i e n ta n df e a s i b l ei nt h e
14、p o i n t m a t c h i n gd i s p o s a li nb i n o c u l a rs t e r e oi m a g e s ，t h u si tc o u l d p r o v i d ef o u n d a t i o nf o rt h ef u r t h e re n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n s K e yW o r d s ：s t e r e ov i s i o n ，c o r r e s p o n d e n c e ，g e o m e t r ys i m i l a
15、r i t y , b i n o c u l a rc o n s t r a i n t s ， e d g ed e t e c t I I 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造 假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律 后果，特此郑重声明。 学位论文作者 ”仁年r 月日 引言 各种新兴科学技术特别是计算机技术、空间技术何信息技术的飞速发展将人类社会 带入了信息时代。随着各行各业对数字信息的需求与日俱增，人们对信息的采集、管理、 应用等提出了更新、更高的要求。从数字地球裰念的思想出发，当前信息时代要求以数
16、字化的形式运用计算机进行三维信息的处理、管理和应用，只有这样才能方便的实现信 息的共享和再利用，能够有助于最大限度的利用分配资源，符合现代经济生产生活的发 展需求。利用近景摄影测量技术和计算机视觉的方法获取真实场景的三维数据，并按照 数据建立与真实场景对应的模型逐渐显示其优越性，具有广泛的应用前景。 双目立体测量技术是近景摄影测量中提取物体三维信息的基础和主要方式，这种技 术广泛应用于机器视觉中的三维场景的重构领域。一个立体像对在满足一定的几何约束 条件下就可以实现三维形体的重建，在图像传感器经过标定后，能够准确的得到立体像 对中的同名点，是得到精确数据的关键。能解决同名点的正确、快速的自动匹配问题 则可以快速的建立三维数据模型。提高整体的自动化程度，减少了三维重建者的工作量， 同时可以避免不必要的人为误差。 可见，实现双目立体自动匹配是提高三维数据重建自动化程度的核心技术，同时立 体匹配是在两幅存在视点差异，几何、灰度畸变和噪声干扰的图像间进行的，不存在任 何的标准模板，这无疑是困难的。尽管影像匹配的研究已经取得了很大的进展，但也
