双目视觉局部立体匹配算法的研究--《山东大学》2014年硕士论文
双目视觉局部立体匹配算法的研究
【摘要】：计算机视觉是研究如何使计算机能够像人类一样通过视觉获取信息,是一个重要的研究领域,具有重大的理论意义和广泛的应用背景。数十年来,对计算机视觉的研究已取得重要成果并得到广泛的应用,比如机器人避障检测、汽车导航、目标跟踪与识别等。
双目视觉是计算机视觉的一个重要分支,它建立在对人类双目视觉的研究基础上。按照人类双目视觉系统的原理,利用放置于不同位置的摄像机,对同一目标物体同时拍摄数字图像,通过对图像的处理,重构出图像中的景物的三维空间信息。一个完整的双目视觉系统包括四个核心模块：摄像机定标,图像校正,立体匹配和三维重建,其中立体匹配是系统中最主要的内容。
立体匹配的目标是求解给定的参考图像的视差图,通过在给定的图像组中寻找像素的对应匹配点,根据匹配像素对计算出参考图像中像素点的视差,然后把视差按照一定的比例关系转换为灰度值,最终得到视差图。匹配算法的执行可以分为四个步骤：(1)匹配代价的计算,(2)代价聚合,(3)视差计算/优化,(4)视差改良。按照执行步骤的不同,匹配算法可以分为全局匹配算法和局部匹配算法两大类。全局算法结合数据项和平滑项构造一个能量函数,通过最小化能量函数求解图像像素的视差,其主要执行步骤(1),(3)；局部匹配算法是以待匹配像素点为中心构造匹配窗口,通过计算窗口之间的相似度求解像素的视差,其执行步骤(1),(2),(3)。步骤(4)是一个独立的过程,主要是对求解的视差图进一步的优化。一般上说,全局算法的精度高,但是效率低,局部算法效率高,精度却低于全局算法,但是随着局部算法的不断优化与改进,目前的局部算法的精度也能达到全局算法的水平。
从三维空间获取照片的过程中,会有一些客观因素影响照片的属性,比如光照,所拍摄物体的几何形状等,这些因素构成了立体匹配算法的难题,其中遮挡区域,光照强度不平衡是立体匹配最大的难点问题,这些难题也是研究人员一直重视的焦点。在本文我们提出了两种算法分别解决遮挡和光照的问题,并提出一种创新型应用。
1.基于自适应权重与遮挡检测的局部匹配优化算法。这个算法是我们对Adaptive Weight算法的优化,通过对遮挡和非遮挡区域赋予不同的权重,降低遮挡区域对聚合代价的影响,同时我们对视差不连续区域也提出更有效的处理方法,降低了误匹配率,提高了算法的性能。除此之外,我们在优化算法的基础上提出以超像素为单位的匹配方法,并将通过此方法求解的视差应用于显著区域检测,算法的效率高,效果好。
2.基于互信息与梯度的局部匹配算法。我们提出利用互信息和梯度作为匹配基准,计算聚合代价,通过“最大者最优”策略,选择最优视差。新方法能够对光照强度不同的图像对求得良好的视差图。
最后我们根据提出的两种匹配算法,提出一种更加有效的方法。根据这个方法,在匹配图像时可以不用考虑光照强度不均的问题。对于光照强度相同的图像,可以得到很好的视差图,对于光照强度不同的图像,也可以得到良好的效果图。
【学位授予单位】：山东大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TP391.41
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
徐奕,周军,周源华;[J];计算机工程与应用;2003年15期
周秀芝;文贡坚;王润生;;[J];计算机学报;2006年03期
文贡坚,周秀芝;[J];软件学报;2005年05期
文贡坚;;[J];软件学报;2006年12期
李鸣翔;贾云得;;[J];软件学报;2008年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
王丽宽,胡绍海,王焰;[J];北方交通大学学报;2004年02期
马祥音;查红彬;;[J];北京大学学报(自然科学版);2009年05期
尹宝才,胡永利,程世铨,谷春亮;[J];北京工业大学学报;2003年03期
胡永利,尹宝才;[J];北京工业大学学报;2005年05期
王跃宗;黄薇;李德胜;;[J];北京工业大学学报;2010年03期
王贵财;崔平远;居鹤华;;[J];北京工业大学学报;2011年05期
时永刚;邹谋炎;;[J];北京理工大学学报;2006年02期
裴明涛;刘鹏;;[J];北京理工大学学报;2009年03期
窦丽华;杨文佳;张娟;;[J];北京理工大学学报;2011年03期
耿英楠;赵岩;陈贺新;;[J];吉林大学学报(信息科学版);2010年04期
中国重要会议论文全文数据库
王晨升;王飞;;[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
樊彬;罗飞;李招;;[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C];2006年
张凯;葛文兵;汪国平;董士海;;[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议（HHME2005）论文集[C];2005年
郑志辉;马力妮;;[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年
;[A];2009中国控制与决策会议论文集（3）[C];2009年
周星;高志军;胡震宇;唐平;;[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
;[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年
孙少燕;唐焕文;唐一源;;[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年
孙少燕;唐一源;唐焕文;;[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年
王建民;孔令富;范通让;侯爽;;[A];2005年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
朱清波;[D];华中科技大学;2010年
田文;[D];华中科技大学;2010年
李鹤喜;[D];华南理工大学;2010年
王富治;[D];电子科技大学;2011年
孙超;[D];浙江大学;2010年
刘建明;[D];浙江大学;2010年
高飞;[D];浙江大学;2010年
韩慧健;[D];山东大学;2010年
李诗高;[D];武汉大学;2010年
赖小波;[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
马彦平;[D];华中农业大学;2010年
邓小铭;[D];南昌航空大学;2010年
陈忠翔;[D];南昌航空大学;2010年
徐元;[D];山东科技大学;2010年
荣宪伟;[D];哈尔滨工程大学;2010年
霍薪;[D];大连理工大学;2010年
袁斌;[D];大连理工大学;2010年
丁莎莎;[D];大连理工大学;2010年
周秋红;[D];大连理工大学;2010年
田野;[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
游素亚，柳健，徐光佑;[J];电子学报;1996年10期
徐彦君,杜利民,侯自强,金贵昌;[J];电子学报;1999年07期
文贡坚,王润生;[J];软件学报;2001年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
周亦鹏;;[J];计算机测量与控制;2008年09期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
中国硕士学位论文全文数据库
刘宁海;[D];浙江理工大学;2014年
邹纪标;[D];山东大学;2014年
姜虹;[D];浙江大学;2014年
李明;[D];兰州理工大学;2014年
张梅梅;[D];河北科技大学;2014年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993没有更多推荐了，
加入CSDN，享受更精准的内容推荐，与500万程序员共同成长！游戏开启这些变态设置 最强性能PC秒跪
分享给好友
查看全部0条评论
精品应用推荐全局立体影像匹配算法研究与实现--《北京建筑大学》2016年硕士论文
全局立体影像匹配算法研究与实现
【摘要】：立体匹配通过比较同一场景在不同角度的成像得到两幅影像对应的匹配点。传统的立体匹配大多都是基于点特征的稀疏匹配,但由于影像往往存在局部纹理重复度高、视差不连续现象多、前景遮挡后景等特点,使得局部立体匹配算法存在匹配速度慢,误匹配率高,对遮挡区、无纹理区较敏感等劣势,影像的稠密匹配存在较高难度。相对于局部立体匹配,全局立体匹配能够获得很高的匹配准确性。因此本文选取置信传播算法进行两幅影像的全局匹配,主要内容是在基本的置信传播算法的基础上做了以下两种改进。置信传播算法是公认的能够获得较精确的视差图的一种全局匹配算法,但是其计算量较大,时间复杂度较高,因此本文一部分内容主要是通过减小算法的运行时间来提升算法运算效率。文中列举了对于置信传播算法的3个优化方案,一是通过距离变换算法优化消息计算,可以降低消息更新的复杂度;二是通过使用双边图技术进行消息的迭代更新,在计算精度相同的情况下可以使消息迭代的计算量减少一半;三是通过分块更新的多尺度置信传播,能够使算法快速收敛。文中通过将这三种优化方案结合,算法性能得以提升。为了确保匹配的精度,本文又通过左右一致性检验实现了遮挡检测并进行了遮挡剔除。实验结果表明,改进的置信传播算法速度有所提升,同时视差图效果较好。传统的置信传播算法是基于点像素的,运算的时间复杂度较高,并且对于噪声点易造成误匹配,因此本文将影像分割算法与置信传播算法相结合。首先对左右两幅影像进行MeanShift分割获得影像的分割结果以及边缘信息并进行标记;然后采用非局部代价聚合算法得到初始视差值,并进行左右一致性检验和相似性滤除,得到可靠像素点与不可靠像素点;根据可靠像素点的数量以及所占当前讨论分割区域的比重将区域划分为可靠区域与不可靠区域;进而通过最小截平方和方法对可靠区域进行视差平面拟合,根据可靠区域的视差平面模板进行不可靠区域视差平面模板的近似;经过对具有相同或相近的视差平面模板的相邻区域进行合并得到最终的视差平面模板集合;在视差平面模板全局优化过程中,通过对基于单个像点的消息传播和置信度传播公式进行改进,利用分割区域代替单个像点,视差平面模板集合代替视差搜索的范围,将原本消息在像点之间的传播转变为消息在分割区域之间的传播,得到各区域的最佳视差平面方程并计算各区域像点的最终视差。实验结果表明,此方法减小了算法的时间复杂度,同时通过影像分割后削弱了噪声点的误匹配情况,在处理遮挡和弱纹理区域方面性能也有所提高,最终得到了更加准确的视差图。
【学位授予单位】：北京建筑大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TP391.41
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
王昭娜;赵西安;燕青浩;胡海燕;;[J];北京建筑大学学报;2015年04期
陈旭;吕小俊;贾志洋;;[J];科技信息;2013年16期
周春燕;贾渊;;[J];计算机技术与发展;2011年08期
李彬彬;王敬东;李鹏;;[J];红外技术;2011年03期
王立平;高永卉;万伦来;;[J];哈尔滨工业大学学报;2009年04期
白明;庄严;王伟;;[J];控制与决策;2008年07期
文贡坚;;[J];软件学报;2006年12期
周秀芝;文贡坚;王润生;;[J];计算机学报;2006年03期
文贡坚,周秀芝;[J];软件学报;2005年05期
吕朝辉,张兆扬,安平;[J];计算机工程;2003年20期
中国博士学位论文全文数据库
李莉;[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
史永凯;[D];中国矿业大学;2014年
翁良宝;[D];燕山大学;2013年
周芳;[D];大连理工大学;2013年
陈佳坤;[D];西南交通大学;2011年
刘英杰;[D];燕山大学;2011年
刘琪;[D];南京邮电大学;2011年
颜轲;[D];国防科学技术大学;2010年
殷虎;[D];南京航空航天大学;2010年
刘继艳;[D];西北大学;2009年
熊英;[D];燕山大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
万琴;余洪山;吴迪;林国汉;;[J];计算机工程与应用;2017年19期
李海丰;胡遵河;范龙飞;姜子政;陈新伟;;[J];计算机应用;2017年08期
单宝华;霍晓洋;刘洋;;[J];中国激光;2017年08期
李双全;章国宝;;[J];工业控制计算机;2017年06期
杨业;李宏宁;冯洁;;[J];上海理工大学学报;2017年03期
胡德秀;郭盼;陈诗怡;程琳;赵志明;冉蠡;;[J];数理统计与管理;2017年04期
王玉柱;刘婷婷;;[J];软件;2017年03期
刘玉森;汪涛;;[J];信息技术;2017年01期
顾超;穆平安;;[J];电子科技;2017年01期
潘伟杰;冀海俊;;[J];船舶标准化工程师;2016年06期
中国硕士学位论文全文数据库
赵光东;[D];深圳大学;2017年
林文文;[D];西南交通大学;2017年
张礼富;[D];南昌航空大学;2016年
常璐;[D];西安建筑科技大学;2016年
庄晓霖;[D];华南农业大学;2016年
王昭娜;[D];北京建筑大学;2016年
张凯南;[D];长安大学;2016年
李凡;[D];西南石油大学;2016年
袁景伟;[D];山东大学;2016年
殷莉甜;[D];华南理工大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
苗永梅;;[J];科技信息;2012年13期
张劲;王胜权;刘小旭;;[J];科技致富向导;2011年23期
管宏蕊;丁辉;;[J];首都师范大学学报(自然科学版);2009年S1期
于乃功;秦永钢;阮晓钢;;[J];计算机测量与控制;2009年05期
卢阿丽;唐振民;郭龙源;杨静宇;;[J];系统仿真学报;2009年02期
王志凌;杨秀丽;;[J];科技信息(科学教研);2007年32期
郭龙源;夏永泉;杨静宇;;[J];系统仿真学报;2007年09期
王年;范益政;鲍文霞;韦穗;梁栋;;[J];电子学报;2006年02期
王文豪;;[J];计算机与信息技术;2005年12期
王娜,李霞;[J];深圳大学学报;2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库
葛帅;[D];山东农业大学;2011年
冯嘉;[D];吉林大学;2010年
柳涛;[D];国防科学技术大学;2010年
冯雅美;[D];浙江大学;2010年
曹义;[D];南京航空航天大学;2009年
杨健;[D];大连理工大学;2008年
宰小涛;[D];上海交通大学;2007年
李洪海;[D];南京航空航天大学;2007年
王宾;[D];西北大学;2004年
王晓华;[D];山东科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
夏利民,谷士文,孙星明;[J];计算机工程;2001年05期
王肇捷,黄文剑;[J];电脑与信息技术;2001年04期
夏利民;谷士文;沈新权;孙星明;;[J];模式识别与人工智能;2001年04期
王小芳;闫光荣;雷毅;;[J];计算机工程;2008年18期
裴明涛;刘鹏;;[J];北京理工大学学报;2009年03期
卢思军;唐振民;郭龙源;卢阿丽;;[J];工程图学学报;2009年06期
李洪海;;[J];自动化与仪器仪表;2010年04期
林川;潘盛辉;韩峻峰;谭光兴;李梦和;;[J];计算机工程与设计;2011年08期
胡楠;;[J];信息通信;2012年05期
李竹林;张根耀;;[J];计算机技术与发展;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库
赵慧洁;雷彦章;姜宏志;;[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
刘晓丽;徐光柱;雷帮军;孙水发;冯德鸿;;[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
王跃宗;刘冲;李德胜;;[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（一）[C];2005年
付丽琴;韩焱;;[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
李竹林;赵宗涛;王文发;马燕;;[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
周秀芝;王润生;;[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
贾涛;陈涛;杨润奎;;[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
左森;郭晓松;万敬;郭君斌;;[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
李刚;曾荣盛;韩建涛;陈曾平;;[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
纪松;范大昭;初艳锋;杨靖宇;;[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会（MCMI'2007）论文集（上册）[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库
张康;[D];清华大学;2015年
黄经州;[D];浙江大学;2015年
柴登峰;[D];浙江大学;2006年
卢思军;[D];南京理工大学;2011年
胡腾;[D];武汉大学;2013年
李莉;[D];山东大学;2011年
裴伟;[D];大连理工大学;2007年
葛亮;[D];重庆大学;2009年
耿英楠;[D];吉林大学;2014年
刘正东;[D];南京理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库
王龙;[D];河北大学;2015年
刘荣军;[D];昆明理工大学;2015年
朱守信;[D];中国地质大学(北京);2015年
庞星;[D];南京理工大学;2015年
夏凯;[D];西安建筑科技大学;2015年
王侃;[D];西安工业大学;2015年
龚文彪;[D];南京理工大学;2015年
邱明劼;[D];哈尔滨工业大学;2015年
钱俊;[D];南京理工大学;2015年
温成旭;[D];武汉纺织大学;2015年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993