計(jì)算機(jī)視覺(jué)ppt課件-在線瀏覽
2025-06-20 07:14本頁(yè)面
【正文】 攝像機(jī)的距離形成的一個(gè)二維圖像，此圖像中每一個(gè)像素值表示場(chǎng)景中某一點(diǎn)與攝像機(jī)之間的距離。 puter vision 3 立體視覺(jué)基礎(chǔ) ?被動(dòng)測(cè)距傳感 ?視覺(jué)系統(tǒng)接收來(lái)自場(chǎng)景中發(fā)射或反射的光能量，形成有關(guān)場(chǎng)景光能量的分布函數(shù)（即灰度圖象），然后在這些圖像的基礎(chǔ)上恢復(fù)場(chǎng)景的深度信息。 ?實(shí)例：雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng) puter vision 4 立體視覺(jué)基礎(chǔ) ?被動(dòng)測(cè)距方法 ?雙目視覺(jué)系統(tǒng)：使用兩個(gè)相隔一定距離的攝像機(jī)同時(shí)獲取場(chǎng)景圖像來(lái)生成深度圖。 puter vision 5 立體視覺(jué)基礎(chǔ) ?主動(dòng)測(cè)距方法 ?主動(dòng)測(cè)距傳感系統(tǒng)也稱(chēng)為測(cè)距成像系統(tǒng)（ Range Finder） ?雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng) ?三角測(cè)距系統(tǒng) ?激光測(cè)距系統(tǒng) ?主動(dòng)測(cè)距傳感和被動(dòng)測(cè)距傳感的主要區(qū)別在于視覺(jué)系統(tǒng) 是否通過(guò)接收自身發(fā)射的能量來(lái)測(cè)距 。 ?主動(dòng)視覺(jué)主要研究的是通過(guò)主動(dòng)的控制攝像機(jī)位置、方向、焦距、縮放、光圈、聚散度等參數(shù)；或者說(shuō)是通過(guò)視覺(jué)和行為的結(jié)合來(lái)獲得穩(wěn)定的、實(shí)時(shí)的感知。 ? (b) the INRIA mobile robot uses three cameras to map its environment. puter vision 9 立體成像 ?基本的雙目立體視覺(jué)的幾何關(guān)系是： ?有 兩個(gè)完全相同 的攝像機(jī)構(gòu)成； ?兩個(gè)攝像機(jī)構(gòu)成的圖像平面 位于一個(gè)平面 ； ?兩個(gè)攝像機(jī)的坐標(biāo)軸相互平行，且 x軸重合，攝像機(jī)之間 在 x方向上的間距稱(chēng)為基線距離 B； ?在這個(gè)模型中，場(chǎng)景中同一個(gè)特征點(diǎn)在兩個(gè)攝像機(jī)圖像平面上的成像位置是不同的； ?將場(chǎng)景中同一點(diǎn)在兩個(gè)不同圖像中的投影點(diǎn)稱(chēng)為共軛對(duì) ，其中一個(gè)投影點(diǎn)是另一個(gè)投影點(diǎn)的對(duì)應(yīng)（ correspondence） ?求共軛對(duì)就是求解兩幅圖像中點(diǎn)的對(duì)應(yīng)性問(wèn)題 。 視差 攝像機(jī) A平面 攝像機(jī) B平面 重疊 puter vision 11 立體成像 ?基本的雙目立體視覺(jué)的幾何關(guān)系是： ?外極平面（ epipolar plans） ：通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)中心和場(chǎng)景特征點(diǎn)的平面。 puter vision 12 立體成像 基線 外極平面 光軸 外極線 兩個(gè)攝像機(jī) 中心點(diǎn) 場(chǎng)景點(diǎn) puter vision 13 立體成像 ?依據(jù)雙目立體視覺(jué)幾何關(guān)系的深度計(jì)算 ?假設(shè)場(chǎng)景中的 P點(diǎn)在左右攝像機(jī)圖像平面中的投影點(diǎn)分別為 Pl和 Pr，同時(shí)不失一般性假設(shè)坐標(biāo)系原點(diǎn)與左透鏡中心重合。rxB Cl L Pl M N (x,y,z) P Pr R z F Cr 39。 ?各種場(chǎng)景中的點(diǎn)的深度就可以通過(guò)計(jì)算視差來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ?對(duì)于一組給定的攝像機(jī)參數(shù)， 提高場(chǎng)景點(diǎn)深度計(jì)算的精度有效途徑是增加基線距離 B，即增大場(chǎng)景點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視差 。 ?前面的假設(shè)是兩個(gè)攝像機(jī)光軸平行，但在實(shí)際應(yīng)用中兩個(gè)攝像機(jī)的光軸不平行，光軸在空間上相交于一點(diǎn)。 puter vision 20 立體成像 ?上圖是任意位置和方向的兩個(gè)攝像機(jī)，對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景點(diǎn)的兩個(gè)圖像點(diǎn)位于外極線上。 puter vision 21 立體成像 ?從原理上講根據(jù) “ 立體圖象對(duì) ” 抽取深度信息的處理應(yīng)包括以下四部分： ?在圖象中尋找在兩幅圖象中都便于區(qū)分的特征或用于匹配的 基元（ primitive） 。 ?確定攝象機(jī)的 相對(duì)幾何位置和有關(guān)參數(shù) ，即攝象機(jī)的校準(zhǔn)（ Calibration），目的是將二維圖像坐標(biāo)空間中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)到三維世界坐標(biāo)空間中。 puter vision 22 立體匹配 ?立體匹配的匹配規(guī)則約束 ?立體匹配：立體成像的深度信息測(cè)量的一個(gè)重要步驟就是尋找立體成像對(duì)中的共軛對(duì)，即求解對(duì)應(yīng)問(wèn)題。 ?解決：為了求解對(duì)應(yīng)，建立了許多約束來(lái)減少對(duì)應(yīng)點(diǎn)誤匹配，并最終得到正確的匹配特征點(diǎn)的對(duì)應(yīng)。這是一個(gè)二維搜索問(wèn)題。 ?如果已知目標(biāo)與攝像機(jī)之間的距離在某一區(qū)間內(nèi)，則搜索范圍還可以限制在外極線上的一個(gè)小區(qū)間內(nèi)。 Δz1 Δz2 P4 P3 P2 P1 C1 C2 puter vision 25 立體匹配 ?一致性約束 ?立體視覺(jué)通常有兩個(gè)或兩個(gè)以上攝像機(jī)組成，各攝像機(jī)的特性一般是不同的 ，如果場(chǎng)景中對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的光強(qiáng)相差很大時(shí)，直接進(jìn)行相似性匹配，得到的匹配值變化也會(huì)很大。這樣，圖象中的 每個(gè)匹配基元最多只
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