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山东大学硕士学位论文基于彩色图像分割的立体匹配算法研究姓名：张娟申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李贻斌20070510基于彩色图像分割的立体匹配算法研究作者：张娟学位授予单位：山东大学相似文献(10条)1.学位论文张艳峰基于立体视觉的不规则物体的三维重建2005立体视觉的主要任务是采用双目或者多目技术模拟人眼观察和理解客观世界.由于立体视觉中输入的图像一般为二维图像,受各因素的影响如物体几何特征、光照、表面材料的特性以及摄像机参数等许多因素的影响,仅由灰度反推以上各种参数是逆过程,而且这些问题大都是非线性问题,问题的解不具有唯一性,再加上噪声和离散化引起的误差直接影响重建结果,所以立体视觉本身存在一定病态性,如何得到鲁棒性的结果是立体视觉研究的难点.论文研究了摄像机的标定、图像预处理、立体匹配和三维重建,其中图像预处理研究了图像灰度化、图像平滑、图像边缘检测和图像分割.研究的重点是图像的分割和立体匹配,主要进行了以下方面的研究:(1)关于图像分割:在现行常用的基于二维灰度直方图阈值分割算法的基础上进行改进.一般情况下,经过平滑处理后的图像上某点像素阈值与该像素邻域阈值比较接近,因此可以将研究的重点放在二维灰度直方图的对角线附近的区域,这样不仅大大减少了运算量,而且有效地去除了像素值与其邻域值相差较大的点,也就是噪声点的影响.因此,与传统基于阈值的分割算法相比,这种改进算法的优势体现在分割的速度和精度上.(2)关于立体匹配:综合激光扫描技术与立体视觉技术,把二者的优点综合起来,提出了一种基于激光扫描辅助双目立体视觉的图像匹配方法.现行的匹配算法只能在某一特定场合,辅助特定的约束条件来使用,缺乏通用性,而且误差具有较大的不可控性.本文把激光扫描技术与立体视觉技术结合起来利用激光良好的方向性和立体视觉快速、全面的数据获取能力,以及结合立体视觉技术的极线约束使立体图像对得到精确的匹配,将匹配误差完全转移到硬件装置上来,因此本算法具有精确、装置简单的优点.最后的理论分析和实验结果表明文中所述的方法能够提高测量的精度,同时具有测量装置简单、成本低的特点.2.学位论文田京雷融合深度信息的运动人体图像分割研究2006图像分割是图像分析、识别和理解的基础。图像分割主要是指将图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣的技术，其研究多年来一直受到人们的高度重视。由于待分割图像的可变性比较大，且混有噪声，构成了图像分割所面临的主要困难。本论文主要对运动人体分割技术及其应用进行了研究。首先基于单摄像机，本文提出了用三帧差分的算法来检测运动目标，同时在人体肤色分割、人脸提取方面做了一定的工作。在不同色彩空间中通过实验建立肤色模型，利用肤色模型将彩色图像分割为肤色区域和非肤色区域。然后，本文以Marr的计算视觉理论为基础，对双目立体视觉的基本理论、方法和相关技术进行了研究。主要内容包括基本原理、摄像机定标和立体匹配，重点对立体匹配过程进行了详细分析和算法实现。在区域相关算法的基础上，引入金子塔分层匹配，并结合立体匹配约束条件加速匹配过程，提取运动人体的致密视差图。融合视差所反映的深度信息对运动人体进一步地分割，改善分割效果。最后，本文将介绍基于图像的运动人体分割技术在实际中的一个应用—大连恒锐图像技术有限公司的商场客流量统计系统，并对系统测试和实验结果进行分析。3.学位论文单文军篦冷机高温料层厚度测量方法的研究2004本文在研究国内外料层厚度测量方法的基础上，确定采用基于CCD测量料层厚度的方案。该方案具有防电磁干扰和非接触等优点，可在篦冷机工作的高温、高尘的恶劣环境下实现在线检测。从而为篦冷机的控制提供实时可靠的控制参数。通过对CCD工作原理、料层图像灰度分布特征的分析，建立基于图像分割的料层厚度测量的模型；根据料层图像的特征，确定适合本方案的料层图像分割方法和分割前后的滤波方法；针对本方案中摄像机的安装位置以及篦冷机的工作环境设计了一套用于摄像机冷却的方案。在分析基于图像分割测厚方案缺点的基础上，提出直接测量整个料层厚度的测量方法——立体视觉测厚方法。建立立体视觉测厚的模型；确定同名点识别模板的选取，提取能够进行同名点识别的特征向量，分析用于同名点识别的识别方法；建立用于分析测量精度的模型。最后，对基于图像分割的测厚方法进行仿真实验，验证该方法的可行性，并给出实验的结果。4.会议论文吕梦雅.刘猛.唐勇基于立体视觉的树木三维重建2007针对基于立体视觉技术的自然树木枝干的三维重建过程中图像分割难度大、骨架提取效率低、二维骨架点的匹配不精确等问题，本文将阈值分析法与改进的种子点区域增长算法相结合，改善了图像分割效果;骨架提取方面，引入了起飞着陆算法，加速了骨架的提取;点匹配方面，在有向二叉树描述树木拓扑结构的基础上，再利用极线约束匹配，实现了枝干结点的自动匹配。并在此基础上实现了基于手持相机双视点图像的树干三维重建系统，实验结果验证了算法的实用性。5.学位论文白晓宁空中目标的双目立体视觉测距2004基于立体视觉原理的立体视差测距方法是进行三维测量,获取三维场景距离信息的重要方法.随着计算机视觉技术的不断发展,立体视觉传感器得到越来越广泛的应用,尤其是双目视觉传感器的结构简单、使用方便、速度快、精度高等诸多优点被广泛应用于工业检测、物体识别、机器人自导引、航天、航空、及军事等很多领域.该文就是基于空中目标的特性进行立体视觉测距研究的.在第一章介绍了课题来源和选题背景及立体视觉研究动态;第二章介绍了立体视觉系统的测量原理;第三章介绍了针对空中目标的特性提出的图像分割和图像匹配算法,提出了采用目标重心特征作为匹配特征,双目并行运算的设计思想,并在匹配时采用了区域增长法的思想和模糊处理的思想;第四章介绍了系统的实现和各项实验,以及在各类测距实验中针对不同因素对测距精度的影响所进行的数据处理和分析,其中在系统实现中重点介绍了图像采集系统的软硬件设计,设计了一套基于DSP的图像采集系统.最后总结了全文所取得的成果,及对本课题未来发展方向做了展望.6.学位论文吴正平双目图像计算机测量系统的研究与设计2002该文首先给出了图像分割的基本概念.研究和分析了实现图像分割处理的常用方法,这些方法包括图像平滑、边缘检测、二值化、细化以及边缘连接等.然后论文对双目图像测量技术中的首要问题,即摄像机标定技术进行了深入的分析,提出了一种标定摄像机参数的方法,在摄像机标定程序的设计过程中,作者又提出了一种新的基于最小二乘法的启发式直线连接算法.标定实验结果表明上述标定方法简易可行.最后,论文从双目视模型出发,利用射影几何学和立体视觉的有关理论推导出一种新的在该模型下空间点和空间直线的重建方法,针对立体视觉的难点所在,即对应点匹配问题,提出了一种新的匹配算法.并以上述的重建方法和匹配算法为指导设计了一个双目图像测量系统.实验的结果表明该测量系统的基础理论是正确的,设计方案切实可行.7.期刊论文肖晓明.胡华梅.蔡自兴.王璐.XIAOXiao-ming.HUHua-mei.CAIZi-xing.WANGLu基于自适应分割和立体视觉的快速障碍检测-计算机应用研究2007,24(9)首先实时提取参考路面的平均色度值,对图像进行自适应分割,初步划分出可疑障碍区域;然后选取可疑障碍区域的对角线,利用立体视觉的方法进一步检测出障碍区域.证明了两摄像机平行放置时左右图像中区域对角线的对应关系,在此基础上进行匹配计算.该方法能适应光照条件变化,提高立体视觉算法速度,实验结果表明了该方法的有效性和可靠性.8.学位论文张斌图像分析若干算法的研究与应用2000论文围绕图像分析的各阶段,研究了图像分割,边缘提取与轮廓跟踪,立体视觉等.论文的主要内容包括:1)提出一种基于直方图聚类与层次类相结合的自动聚类分割方法.2)提一种类Roberts算子检测边缘点,然后把边缘点二值图像作为一个图,边缘点作为结点,边缘点间八连通关系作为边,对这个图进行带终止条件的深度优先扫描得到轮廓跟踪结果.3)提出基于Marr的立体视觉理论的较为简化的从多观测器图像序列恢复物体表面三维信息的算法.9.学位论文吴云峰水下机器人双目立体视觉技术研究2006水下机器人导航定位技术实现的前提是对水下环境信息的充分理解，因此，赋予水下机器人以环境感知传感器对其了解环境从而实现导航定位具有重大的理论意义和工程应用意义。本文紧紧围绕应用于水下机器人定位的双目立体视觉系统，开展相关技术研究。双目立体视觉技术是对载体外部环境中同一目标在不同视角下的两幅图像进行提取、识别、匹配和三维重建的过程。完整的双目立体视觉系统通常包括数字图像的获取、摄像机标定、图像预处理与特征提取、立体匹配、深度信息提取及三维重建等六个部分。本文主要涉及摄像机标定、图像预处理与分割、立体匹配及三维重建等三个主要部分。1、摄像机标定：对立体视觉中的各种摄像机标定方法进行总结分类，重点介绍基于三维标定模板的线性标定方法、基于径向约束的两步法以及张氏平面标定法，并采用张氏平面标定法对摄像机标定进行仿真试验，给出了试验结果。2、图像预处理与分割：图像预处理与分割是立体匹配和三维重建的基础，论文主要研究了图像的中值滤波去噪、基于边缘的图像分割法以及基于区域的图像分割法，并由此提出了本文所采用的改进的Otsu阈值分割法。3、立体匹配及三维重建：主要研究了基于区域相关的立体匹配算法，通过考察模板与窗口间灰度分布的相关系数来搜索匹配点，在匹配过程中通过记录和跟踪已匹配对，不断剔除误匹配，并加入唯一性约束和互对应约束来提高匹配的精度，同时加入外极线约束和视差范围约束来减小模板的搜索范围，提高算法的效率。最后介绍了点、直线以及曲线的三维重建方法。10.学位论文朱鲲鹏基于线段基元的立体匹配算法研究2008立体匹配是立体视觉中最困难的一个环节，立体匹配要解决的问题就是从多幅图像中找出匹配的特征，计算参考图像中每个特征的视差值。本文将立体匹配划分为两个问题域：选择合适的匹配基元，建立正确的匹配规则。在对立体匹配算法进行了全面、系统分析的基础上，对立体匹配的四大关键技术：特征空间，相似性度量，搜索空间和搜索策略进行了深入的研究。为了在提高视差计算精度的同时具有较高运算效率，本文着重研究了如何提高匹配算法的精度和实时性，提出了一种利用边缘分割扫描线所得到的线段作为匹配基元的全局匹配方法，算法分为两个部分：线段基元的提取和树型结构的动态规划。首先，把Canny边缘提取和图像分割结合起来，充分利用了边缘检测算子定位准确的特点，以及图像分割能快速高效的提取图像的有用信息的特性，使用动态阈值法求取Canny算子的高低阈值，计算图像边缘，利用边缘将扫描线分割为线段，分割线段的长度可以根据图像的状况进行调整，从而在保证视差计算精度的同时大大提高了计算速度。然后，以分割后的线段作为结点构建生成树，使用树型动态规划算法计算基元的视差值，动态规划是全局匹配规则中时效性最好的方法。和传统的基于扫描线的方法不同，树型动态规划算法增加了扫描线之间的约束，任一基元的视差值和其它所有的基元有关，保证每个基元得到全局最优视差。实验表明这种算法具有较高的精度和较好的实时性。本文链接：下载时间：2010年5月29日