计算机双目立体视觉

双目立体视觉技术简介

1. 什么是视觉

视觉是一个古老的研究课题，同时又是人类观察世界、认知世界的重要功能和手段。人类从外界获得的信息约有75%来自视觉系统，用机器模拟人类的视觉功能是人们多年的梦想。视觉神经生理学，视觉心里学，特别是计算机技术、数字图像处理、计算机图形学、人工智能等学科的发展，为利用计算机实现模拟人类的视觉成为可能。在现代工业自动化生产过程中，计算机视觉正成为一种提高生产效率和检验产品质量的关键技术之一，如机器零件的自动检测、智能机器人控制、生产线的自动监控等;在国防和航天等领域，计算机视觉也具有较重要的意义，如运动目标的自动跟踪与识别、自主车导航及空间机器人的视觉控制等。

人类视觉过程可以看作是一个从感觉到知觉的复杂过程，从狭义上来说视觉的最终目的是要对场景作出对观察者有意义的解释和描述；从广义上说，是根据周围的环境和观察者的意愿，在解释和描述的基础上做出行为规划或行为决策。计算机视觉研究的目的使计算机具有通过二维图像信息来认知三维环境信息的能力，这种能力不仅使机器能感知三维环境中物体的几何信息(如形状、位置、姿态运动等)，而且能进一步对它们进行描述、存储、识别与理解，计算机视觉己经发展起一套独立的计算理论与算法。

2.

中图分类号：TP391.7论文编号：102870515-S193学科分类号：082503

硕士学位论文

基于双目立体视觉裸眼3D

显示技术研究

研究生姓名李超

学科、专业航空宇航制造工程

研究方向数字化设计与制造

指导教师沈建新教授

南京航空航天大学

研究生院机电学院

二О一五年三月

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

The Graduate School

College of Mechanical and Electrical Engineering

Research on Technology of Naked-eye 3D Display Based on Binocular Stereo Vision

A Thesis in

Aeronautical and Astronautics Science and Technology

by

Li Chao

Advised by

Prof. Shen Jianxin

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Engineering

March, 2015

现在我们有一架平衡双目摄像机，和一个棋盘和一个待重构的物体或者要拍摄的画面，我们的目的就是利用两个摄像机捕捉同一个画面或者物体图像，然后根据在两幅图像上遍历同一个世界三维点映射到两个图像平面的响应匹配点，然后利用匹配点视差和摄像机相关参数，以及图像二维点的信息就可以得到世界物体的三维坐标。

1、立体标定

cvStereoCalibrate()，利用两个摄像机同时捕获的不同视场来实现标定，同时获得本征矩阵E,基础矩阵F,两摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵T或者摄像机内参数M和畸变系数distCoeffs。

立体标定和单摄像机标定是有区别的。立体标定除了可以计算出摄像机的内参数和畸变系数，还可以计算出本征矩阵E,基础矩阵F,两个摄像机的旋转矩阵R和平移向量T.

立体标定函数参数中需要两个着相机的内参数和畸变系数，它们即可以作为输入，也可以作为输出，这里我们让它们作为输出，由立体标定函数计算它们。

因此，我们就可以手持棋盘，然后用两个摄像机同时捕捉棋盘的不同视场，对于每一个视场，我们两个摄像机都有拍摄的同一棋盘的图像对，对于两个摄像机旋转矩阵R和平移向量T，我们通过一个视场就可以求解出来，然而为了计算结果的稳定，则需要多个视场来优化结果。对于两个

基于双目立体视觉技术的玉米叶片三维重建.txt懂得放手的人找到轻松，懂得遗忘的人找到自由，懂得关怀的人找到幸福！女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯，工作是油，若要灯亮，就要加油！相爱时，飞到天边都觉得踏实，因为有你的牵挂；分手后，坐在家里都觉得失重，因为没有了方向。 本文由dawnjade1982贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 198

第 26 卷 第 4 期 2010 年 4月

农 业 工 程 学 报 Transactions of the CSAE Vol.26 No.4 Apr. 2010

基于双目立体视觉技术的玉米叶片三维重建

王传宇 1，赵 明 2※，阎建河 1，周顺利 1，张英华 1

（1．中国农业大学农学与生物技术学院，北京 100193； 2．中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081） 摘 要：玉米叶片的三维形态特征是衡量叶片生物学特性的重要指标，为了能够简捷、快速、准确的获得叶片的三维形 态，该研究以两个位置相对固定的摄像机组成双目立体视觉系统，采用平面模板法标定摄像机内外参数，照射

计算机视觉立体匹配方法

摘要:立体匹配技术是计算机视觉研究中的关键技术之一。本文根据立体匹配的内容,从基元选择、匹配准则、算法结构三个方面进行了阐述。指出了主要匹配算法的特点和研究的发展趋势。

关键词:立体匹配基线极线

计算机视觉研究是通过从二维平面的图像中获得三维空间的结构和属性等信息,从而完成在复杂多变的环境中导航和识别等一系列工作。随着技术的不断升级和新产品的快速引入,计算机视觉技术的研究越来越受到科技界的重视,而随着研究的不断深入,计算机视觉技术的应用领域也得到进一步的拓展[1]。计算机视觉技术是用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术,用计算机图像创建或恢复现实世界的模型,反过来认知现实的世界。目前,计算机视觉技术的应用领域包括对照片特别是航拍照片和卫星照片的解析、武器的精确制导、移动设备的立体视觉导航、医学辅助诊断、工业机器人的控制系统、地理地图的绘制、物体三维形状分析与识别以及智能人机接口等,在立体视觉的应用中非常广泛的应用。立体匹配是立体视觉中最重的也是最困难的问题。选择正确的匹配特征、寻找特征间的本质属性及建立能正确匹配所特征的稳定算法。

1 立体视觉匹配的内容

立体视觉是由多幅图像获取的物体三维几何的信息方法,立体匹

计 算机视觉技术概述姓 名：学 号：班 级：网络系统管理

计算机视觉技术的概述

目录

第一章 概述 .................................................................................................................................... 4

1.1 计算机视觉技术是什么 ............................. 4 1.2 计算机视觉技术的原理 .............................. 5

第二章 计算机视觉技术的发展..................................................................................................... 7

2 计算机视觉技术的发展 ............................... 7

第三章 计算机视觉技术的应用..................................................

关于计算机视觉的一些简单介绍

历史、现状和一些发展趋势 (一点个人观点和感受)胡占义中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室

什么是计算机视觉三维场景计算机图形学

计算机视觉

图像图像处理抽象输入(如向量)

图像模式识别

抽象输出(如向量)

计算机视觉的4个重要阶段马尔计算机视觉建立主动视觉大辩论分层三维重建理论 1992-基于学习的视觉

1981-- 1988-1994

2001--

物体识别的二模型物体识别是计算机视觉的一个主要目标

MIT D. Marr

一个

马尔体的模三型维物 1981

巴像桥的的模基型于图 2004

MIT

+

T. Poggio

一个

计算机视觉的主要会议和刊物

三大会议–国际计算机视觉会议(ICCV)(二年一次)–欧洲计算机视觉会议(ECCV)(二年一次)–计算机视觉和模式识别会议(CVPR)(一年

一次)

二大刊物– IEEE Trans PAMI– International Journal of Computer Vision

一个重要奖：马尔奖

什么是计算机视觉

人类视觉的目的J J Gibson理论 1:适应外界环境 2:控制自身的运动整体感知不可计算

形状位置

D Marr:重构可见表面的几何形状可计算

运动

James Jerome Gibson

关于计算机视觉的一些简单介绍

历史、现状和一些发展趋势 (一点个人观点和感受)胡占义中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室

什么是计算机视觉三维场景计算机图形学

计算机视觉

图像图像处理抽象输入(如向量)

图像模式识别

抽象输出(如向量)

计算机视觉的4个重要阶段马尔计算机视觉建立主动视觉大辩论分层三维重建理论 1992-基于学习的视觉

1981-- 1988-1994

2001--

物体识别的二模型物体识别是计算机视觉的一个主要目标

MIT D. Marr

一个

马尔体的模三型维物 1981

巴像桥的的模基型于图 2004

MIT

+

T. Poggio

一个

计算机视觉的主要会议和刊物

三大会议–国际计算机视觉会议(ICCV)(二年一次)–欧洲计算机视觉会议(ECCV)(二年一次)–计算机视觉和模式识别会议(CVPR)(一年

一次)

二大刊物– IEEE Trans PAMI– International Journal of Computer Vision

一个重要奖：马尔奖

什么是计算机视觉

人类视觉的目的J J Gibson理论 1:适应外界环境 2:控制自身的运动整体感知不可计算

形状位置

D Marr:重构可见表面的几何形状可计算

运动

James Jerome Gibson

计算机视觉技术的概述

页脚内容9 一、

1.什么是计算机视觉？理解计算机视觉问题的产生原理。

研究用计算机来模拟生物视觉功能的技术学科。具体来说，就是让计算机具有对周围世界的空间物体进行传感、抽象、分析判断、决策的能力，从而达到识别、理解的目的。

2.直方图的均衡化

处理的“中心思想”是把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。直方图均衡化就是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像素值，使一定灰度范围内的像素数量大致相同。直方图均衡化就是把给定图像的直方图分布改变成“均匀”分布直方图分布。

是将原图像通过某种变换，得到一幅灰度直方图更为均匀分布的新图像的方法。设图像均衡化处理后，图像的直方图是平直的，即各灰度级具有相同的出现频数，那么由于灰度级具有均匀的概率分布，图像看起来就更清晰了。 二、 1.常见的几何变换：平移T x 为点（x ，y ）在x 方向要平移的量。

旋转

变尺度：x 轴变大a 倍，y 轴变大b 倍。

2.卷积掩膜技术：(,)(,)(,)(,)m n f i j h i m j n g m n =--∑∑ 对应相乘再相加 掩膜的有效应用——去噪问题

3. 均值滤波器（低通）：抑制噪声

主要用于抑制噪声，对

第一章 绪 论

人类感知外界环境信息主要是通过视觉来实现的，使计算机或机器人具有类似于人类的视觉功能，是人类长期的梦想。随着计算机技术和信号处理理论的发展，人们开始尝试利用摄像机拍摄环境图像并将其存储到计算机中，然后让计算机完成视觉信息处理的全过程，由此就产生了一门新兴的学科——计算机视觉。

计算机视觉是一门综合性学科，它的研究涉及到图像处理与图像理解、模式识别、计算机图形学、信号处理、数学以及生物物理学等。计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过二维图像（视图）认知三维环境信息的能力。这种能力将不仅使计算机能感知三维环境中的几何信息（包括它的形状、位置、姿态、运动等），而且能对它们进行描述、存储、识别与理解。概括起来，计算机视觉要达到的基本目的有以下几个：

①根据一幅或多幅二维图像计算观察点到目标物体的距离； ②根据一幅或多幅二维图像计算目标物体的运动参数； ③根据一幅或多幅二维图像计算目标物体的表面特性； ④根据多幅二维图像恢复出更大空间区域的投影图像。

显然，计算机视觉的问题是一个逆问题（inverse problem），输入的图像为二维图像的灰度，它是三维物体几何特征、光照、物体材料表面性质、物体的颜色、摄像机参数等许多因素的函数，由