基于結(jié)構(gòu)光和立體匹配的稠密深度獲取技術(shù)研究.pdf

1、圖像的深度獲取技術(shù)的目標(biāo)是從一幅或者多幅圖像中恢復(fù)場(chǎng)景中物體的三維幾何信息。近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和數(shù)字娛樂(lè)等領(lǐng)域。立體匹配是一種經(jīng)典的深度獲取技術(shù)，它通過(guò)匹配在不同位置對(duì)同一場(chǎng)景拍攝的多幅圖像中像素或者特征點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到其相對(duì)于相機(jī)的距離，進(jìn)而從二維圖像中恢復(fù)出三維場(chǎng)景的深度信息。由于該技術(shù)具有實(shí)用、高效、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，它是目前計(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中倍受關(guān)注的研究

2、熱點(diǎn)。 基于立體匹配的深度獲取技術(shù)主要可分為兩個(gè)方向——主動(dòng)式立體匹配和被動(dòng)式立體匹配。主動(dòng)式立體匹配方法向場(chǎng)景中投入光照信息，例如鐳射掃描線、結(jié)構(gòu)光等，增加了場(chǎng)景中的可辨認(rèn)特征，從而降低了匹配的難度；而被動(dòng)式立體匹配則不需要對(duì)場(chǎng)景添加任何輔助信息。本文結(jié)合了主動(dòng)立體匹配和被動(dòng)立體匹配的優(yōu)勢(shì)，提出了一種基于二維偽隨機(jī)結(jié)構(gòu)光模式和稠密圖像立體匹配的稠密深度獲取方法。它只需要對(duì)場(chǎng)景拍攝一張圖像，就可以獲得該圖像中每一個(gè)像素的深度信息

3、，并且能處理缺乏紋理的場(chǎng)景。本方法的過(guò)程主要分為三個(gè)步驟。首先，生成一張二維二值偽隨機(jī)結(jié)構(gòu)光模式圖，并使用通用的投影儀向場(chǎng)景中投射該模式圖。 然后，對(duì)相機(jī)拍攝的結(jié)構(gòu)光下的場(chǎng)景圖像進(jìn)行徑向畸變矯正，并使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃立體匹配算法獲得對(duì)應(yīng)像素的匹配信息。最后，通過(guò)對(duì)相機(jī)和投影儀標(biāo)定所得的幾何參數(shù)，使用基于最小二乘法的三角化方法得到稠密的場(chǎng)景深度。同時(shí)，我們基于傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃立體匹配算法，在最優(yōu)匹配路徑計(jì)算過(guò)程中添加了縱向約束，即通過(guò)先前