基于無序圖像集的運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)研究與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-01-03 10:46
運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)(StructurefromMotion,SfM)是從圖像集中重建場景結(jié)構(gòu)(即三維空間點)和計算相機運動(即相機位姿)的一系列方法,其主流方法分為增量式重建和全局式重建。首先,對這兩種重建方式而言,圖像的特征點匹配是耗時最多的階段,尤其是當(dāng)圖像集中的圖像之間沒有匹配順序的先驗信息(即無序圖像集)的時候,所有圖像之間都需要兩兩匹配。其次,相對于全局式重建,增量式重建的優(yōu)勢是重建精度高、對外點(Outlier)魯棒,缺點是耗時、依賴初始圖像對的選擇及無法閉環(huán);相對于增量式重建,全局式重建的優(yōu)勢是重建速度快、能準(zhǔn)確閉環(huán),缺點是重建精度不高、對外點不魯棒?焖、閉環(huán)、精度高的重建方法就顯得尤為重要。在2017年提出的混合式SfM(Hybrid SfM,HSfM)的基礎(chǔ)上,本文針對以上兩個問題提出了如下改進方法:1)在特征點匹配階段提出了基于場景幾何結(jié)構(gòu)約束及特征不變尺度變換(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)數(shù)值統(tǒng)計特征的 SIFT 匹配算法GeoMatch(Geometric structure and SIFT-based Match...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1對極幾何示意圖??
?:??圖3.1交叉Quadtree示意圖?圖3.2搜索策略示意圖??3.1.3三賴建的圖像數(shù)據(jù)集特征??自然圖像與非自然圖像。自然圖像是真實世界的二維快照,是由成像設(shè)備在??一定光照條件下拍攝所形成的數(shù)字圖像,具有像素灰度逐漸過渡的特征。非自然??圖像則不是對客觀世界的反應(yīng),包括在計算機內(nèi)生成的圖(比如漫畫、手繪圖等??等)、圖形學(xué)生成的真實感圖像等,這些圖像由于不是真實世界的客觀反應(yīng),所以??主要有以下兩點問題:第一,像素灰度在某一區(qū)域可能存在劇變;第二,圖像反??應(yīng)的幾何關(guān)系不夠精確。因此,進行圖像三維重建時應(yīng)該盡可能選擇自然圖像。??本文以后章節(jié)的所有實驗均使用自然圖像。??平面結(jié)構(gòu)與非平面結(jié)構(gòu)。自然圖像的前景主體有時候是平面結(jié)構(gòu)(比如建筑??物的側(cè)面、壁畫等),由于平面結(jié)構(gòu)的所有信息都展現(xiàn)在二維平面上而不具有第三??個維度的信息
4.7.1過外點的魯棒賊比測試??算法SMST主要是通過動態(tài)調(diào)整團體圖中邊的權(quán)值來魯棒地過濾外點。針對??旋轉(zhuǎn)誤差的過濾能力對比測試結(jié)果如圖4.5所示。由于SMST算法是針對HSfM??進行的改進,因此測試僅僅針對HSfM進行。實驗結(jié)果表明,在固定的旋轉(zhuǎn)誤差??范圍內(nèi),SMST有更高的累積分布函數(shù)值(Cumulative?Distribution?Function,CDF);??在固定的CDF上,SMST有更低的旋轉(zhuǎn)誤差。因此,通過動態(tài)地調(diào)整權(quán)重選擇??MST,?SMST達到了比HSfM更好的過濾外點的效果。??0?20?40?60?80?100?120?140?160?180??0.8?-?t?^?-???--???-0.8??fi?1?!?■??0.6?4??i???—?.!?-—-?-…I?--?-?.-0.6??1?I?■??0.4??;??0.4??0-2??1?1?:?1—?HSfMl ̄ ̄-?〇-2??I?1-^-?smst!??0.0? ̄ ̄' ̄ ̄1 ̄ ̄' ̄ ̄S ̄ ̄' ̄ ̄
本文編號:2954846
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1對極幾何示意圖??
?:??圖3.1交叉Quadtree示意圖?圖3.2搜索策略示意圖??3.1.3三賴建的圖像數(shù)據(jù)集特征??自然圖像與非自然圖像。自然圖像是真實世界的二維快照,是由成像設(shè)備在??一定光照條件下拍攝所形成的數(shù)字圖像,具有像素灰度逐漸過渡的特征。非自然??圖像則不是對客觀世界的反應(yīng),包括在計算機內(nèi)生成的圖(比如漫畫、手繪圖等??等)、圖形學(xué)生成的真實感圖像等,這些圖像由于不是真實世界的客觀反應(yīng),所以??主要有以下兩點問題:第一,像素灰度在某一區(qū)域可能存在劇變;第二,圖像反??應(yīng)的幾何關(guān)系不夠精確。因此,進行圖像三維重建時應(yīng)該盡可能選擇自然圖像。??本文以后章節(jié)的所有實驗均使用自然圖像。??平面結(jié)構(gòu)與非平面結(jié)構(gòu)。自然圖像的前景主體有時候是平面結(jié)構(gòu)(比如建筑??物的側(cè)面、壁畫等),由于平面結(jié)構(gòu)的所有信息都展現(xiàn)在二維平面上而不具有第三??個維度的信息
4.7.1過外點的魯棒賊比測試??算法SMST主要是通過動態(tài)調(diào)整團體圖中邊的權(quán)值來魯棒地過濾外點。針對??旋轉(zhuǎn)誤差的過濾能力對比測試結(jié)果如圖4.5所示。由于SMST算法是針對HSfM??進行的改進,因此測試僅僅針對HSfM進行。實驗結(jié)果表明,在固定的旋轉(zhuǎn)誤差??范圍內(nèi),SMST有更高的累積分布函數(shù)值(Cumulative?Distribution?Function,CDF);??在固定的CDF上,SMST有更低的旋轉(zhuǎn)誤差。因此,通過動態(tài)地調(diào)整權(quán)重選擇??MST,?SMST達到了比HSfM更好的過濾外點的效果。??0?20?40?60?80?100?120?140?160?180??0.8?-?t?^?-???--???-0.8??fi?1?!?■??0.6?4??i???—?.!?-—-?-…I?--?-?.-0.6??1?I?■??0.4??;??0.4??0-2??1?1?:?1—?HSfMl ̄ ̄-?〇-2??I?1-^-?smst!??0.0? ̄ ̄' ̄ ̄1 ̄ ̄' ̄ ̄S ̄ ̄' ̄ ̄
本文編號:2954846
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