專利名稱：一種立體視覺的序列重構方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理、計算機視覺、計算方法、數學、三維重建等領域，尤其是這一 種立體視覺的序列重構方法。
背景技術：
序列重構指直接由未標定的多幅圖像確定場景結構和相機運動，序列重構一旦完 成，就可通過自標定或者標定使重構達到度量重構層次。現行很多重構方法都是基于點跟 蹤進行重構，但點跟蹤是個不容易解決的一個難題，這極大的阻礙了序列重構。

發明內容
為了克服已有立體視覺的序列重構方法的計算復雜、實用性差的不足，本發明提 供一種簡化計算、實用性良好的立體視覺的序列重構方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種立體視覺的序列重構方法，包括以下步驟
1)每兩相鄰的圖片的匹配得到相鄰兩幅圖片的特征點，然后基于所述特征點進行初步 的匹配；用隨機抽樣一致性方法去除其中的誤匹配點；
1)每兩相鄰的圖片的匹配得到相鄰兩幅圖片的特征點，然后基于所述特征點進行初步 的匹配；用隨機抽樣一致性方法去除其中的誤匹配點；
2)選定與一幅圖片I最合適的圖片的過程如下
(2. 1) 選定一幅圖片I，其他m幅圖片編號分別為；
(2. 2) 計算圖片I與其他每幅圖片的匹配數目，得到I與Ij的匹配數目，j=l，…m， 由此得到向量S= (h,…^i,!.)1 ；
(2. 3) 計算視差向量4,」=1廣1巧=[卜-r』■ |r,-r_f]’ 與^t為圖片。與 圖片I上的匹配點，k=l，···!!;
(2. 4) 對于每個i^·計算其中元素的均值〃和標準方差r；，j=l，…m，得到均值向量
噸..dr和標準方差‘ 4'…J;
(2. 5) ^D= I—『^^丨得到距離向量D，其中，符號彳在這里表示兩個向量的對 應元素相乘；
I_
(2.6) 計算f =S!⑩￡)))，得到最與I最合適的圖片_.
3)設有η幅圖片，每相鄰兩幅都做匹配并計算基本矩陣F，設I和是任意一對匹配點， 任意匹配點滿足下面關系通過最小二乘法解出基本矩陣F ；
得到n-1個基本矩陣，也得到n-1重構與其決定的n-1個射影空間，把所有重構結果都 轉移到第一個射影重構，具體步驟
3. 1)確定相鄰兩個射影重構之間的變換，得到n-2個變換 H1, H2, H3,….H n_2，，Hi代表第i個重構與第i+Ι個重構之間的變換，i=l,.
n-2
設第i個射影空間與第i+Ι個射影空間有對應的3D空間點為和』 則有下面的方程；.X.
通過最小二乘法計算得到Hi ；
3. 2)變換第i個重構到第1個 射影重構中設第i個重構中的投影矩陣為Pi, 3D空間 點為Ii,則轉換到第1個射影重構中其投影矩陣變為Pi χ I/-13D空間點變為趕X Xi, 其中 tf = Jf1 ；
3. 3)重復3. 2)直到所有的射影重構被轉移到第1個射影重構。進一步，所述隨機抽樣一致性方法的過程為隨機抽取已經匹配的點集中的任意 8對匹配，用所述8對匹配計算基本矩陣F，任取以上8點以外的點Xi，計算Xi到FXXi的距 離d i，如果距離d ,小于閾值^，則該點χ為誤匹配點。再進一步，由基本矩陣F分解得到攝像機矩陣(P , /)，它們分別有如下的形 Λ -.P [Ε CI], F* = |,li 4其中ε為三階基本矩陣，^為一個極點，IlIfrXf2 = O解得到L表示向量 ^的反對稱矩陣
在第i個射影空間，
和
權利要求
一種立體視覺的序列重構方法，其特征在于所述序列重構方法包括以下步驟1)每兩相鄰的圖片的匹配得到相鄰兩幅圖片的特征點，然后基于所述特征點進行初步的匹配；用隨機抽樣一致性方法去除其中的誤匹配點；2)選定與一幅圖片I最合適的圖片的過程如下(2.1) 選定一幅圖片I,其他m幅圖片編號分別為；(2.2) 計算圖片I與其他每幅圖片的匹配數目，得到I與Ij的匹配數目，j=1,…m,由此得到向量；(2.3) 計算視差向量，j=1,…m， 與為圖片Ij 與圖片I上的匹配點，k=1,…n；(2.4) 對于每個計算其中元素的均值和標準方差 ，j=1,…m，得到均值向量和標準方差；(2.5) 由得到距離向量D，其中，符號在這里表示兩個向量的對應元素相乘；(2.6)計算，得到最與I最合適的圖片；3)設有n幅圖片，每相鄰兩幅都做匹配并計算基本矩陣F，設和是任意一對匹配點，任意匹配點滿足下面關系通過最小二乘法解出基本矩陣F； 得到n 1個基本矩陣，也得到n 1重構與其決定的n 1個射影空間，把所有重構結果都轉移到第一個射影重構，具體步驟3.1) 確定相鄰兩個射影重構之間的變換，得到n 2個變換H1，H2，H3,….H n 2，，Hi代表第i個重構與第i+1個重構之間的變換，i=1,…, n 2；設第i個射影空間與第i+1個射影空間有對應的3D空間點為和則有下面的方程;通過最小二乘法計算得到Hi；3.2)變換第i個重構到第1個射影重構中設第i個重構中的投影矩陣為，3D空間點為，則轉換到第1個射影重構中其投影矩陣變為×，3D空間點變為×，其中；3.3)重復3.2)直到所有的射影重構被轉移到第1個射影重構。20100001dest_path_image001.jpg,20100001dest_path_image002.jpg,20100001dest_path_image003.jpg,20100001dest_path_image004.jpg,20100001dest_path_image005.jpg,20100001dest_path_image006.jpg,20100001dest_path_image007.jpg,20100001dest_path_image008.jpg,20100001dest_path_image009.jpg,20100001dest_path_image010.jpg,20100001dest_path_image011.jpg,20100001dest_path_image012.jpg,20100001dest_path_image013.jpg,20100001dest_path_image014.jpg,20100001dest_path_image015.jpg,20100001dest_path_image016.jpg,20100001dest_path_image017.jpg,20100001dest_path_image018.jpg,20100001dest_path_image019.jpg,20100001dest_path_image020.jpg,20100001dest_path_image021.jpg,20100001dest_path_image022.jpg,20100001dest_path_image023.jpg,614597dest_path_image020.jpg,308884dest_path_image023.jpg,20100001dest_path_image024.jpg,20100001dest_path_image025.jpg,773494dest_path_image020.jpg,20100001dest_path_image026.jpg
2.如權利要求1所述的一種立體視覺的序列重構方法，其特征在于所述步驟1)中， 所述隨機抽樣一致性方法的過程為隨機抽取已經匹配的點集中的任意8對匹配，用所述8對匹配計算基本矩陣F，任取以上8點以外的點Xi，計算Xi到FXxi的距咼d i，如果距咼d , 小于閾值(5，則該點χ為誤匹配點。
3.如權利要求1或2所述的一種立體視覺的序列重構方法，其特征在于由基本矩陣F分解得到攝像機矩陣(ρ ,尸‘)，它們分別有如下的形式ρ=[ι o], F = IJIj7 4其中E為三階基本矩陣,^為一個極點，由J^xg2 = O解得到L表示向量,的 反對稱矩陣；在第i個射影空間，
4.如權利要求1或2所述的一種立體視覺的序列重構方法，其特征在于用sift或 Harris方法獲得兩個圖片之間的匹配。31Hlal1 11]131111m m ^IHIH^ m ^■ 1 1 1 1 1 1 3 1全文摘要
一種立體視覺的序列重構方法，包括以下步驟1)每兩相鄰的圖片的匹配得到相鄰兩幅圖片的特征點，然后基于所述特征點進行初步的匹配；用隨機抽樣一致性方法去除其中的誤匹配點；2)選定與一幅圖片I最合適的圖片；3)設有n幅圖片，每相鄰兩幅都做匹配并計算基本矩陣F；得到n-1個基本矩陣，也得到n-1重構與其決定的n-1個射影空間，把所有重構結果都轉移到第一個射影重構。本發明能簡化計算、實用性好。
文檔編號G06T7/00GK101986347SQ20101052286
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者劉大偉, 劉盛, 李友福, 汪曉妍, 王萬良, 管秋, 陳勝勇 申請人:浙江工業大學