40000字硕士毕业论文针对二维图形图像计算机三维系统建模方法的分析

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：图像,标定,匹配

论文概述：

本文在经过充分的分析和研究下，设计了一个基于结构光的二维重建系统。该系统包括立体标定模块，图像处理模块，立体匹配模块和二维坐标计算及点云数据显示和二角化模块。该系统将空

论文正文：

第一章导言

1。1研究背景和发展现状

计算机视觉是十大知识的前沿课题。它通过十种几何和物理等学习技术从图像或图像序列中建立模型，并且是一种对原始对象没有任何损害的技术。计算机视觉有着非常广泛的应用，在机器人导航、工业检测、军事训练、人机交互、医学图像处理等地方发挥着重要作用。
计算机视觉在工程和科学领域都极具挑战性。它是一门综合学科，包括计算机、信号处理、物理、统计学、生物学等地方。
计算机视觉自20世纪50年代以来发展迅速。它是计算机视觉研究的先驱。他提出了一种抽象的理论方法来扩大研究范围。从单个场景的3D解释中，指出计算机视觉系统是信息处理系统的一个方面，可以从两个层面来理解:
1)计算理论:这个理论描述了系统要做什么，输入其他信息时提供什么信息，以及完成任务所用策略的逻辑。
2)表达式和算法:如何准确给出这些计算，特别是包括信息表达式和处理这些表达式的算法。
3)实现:算法的物理实现，包括特定的程序和硬件。
马尔认为视觉任务非常复杂。其主要步骤是改善空之间物体表面的描述。改进的第一步是分离位置，然后将描述转换为以对象为中心，从而形成从2D图像到基本地图，然后到2.5D地图，最后完成3D地图表示的过程。

目前，在Marr理论框架下，计算机视觉在数据结构、算法和硬件方面都取得了长足的进步。许多国际会议都聚焦于计算机视觉，包括一些国际出版物，新的研究成果不断呈现给每个人。
我们平时看到的图像是二维信息的载体。它不能像人眼一样显示场景的深度信息。为了获得像人眼一样的立体感觉，我们需要二维重建技术。它使用摄影来提取物体的3D信息。它与2D的不同之处在于它在物体表面有3D信息，所以它可以自由地改变物体的角度并从各个方面观察它。二维重建不仅能真实地展示客观世界的场景，还能展示物体的深度和层次感，具有良好的视觉效果。
主要有两种传统的二维重建方法:第一种是使用建模软件3DMax、玛雅、AutoCad等。通过一些基本的几何学来重建；第二种方法是用机械臂、二维扫描设备或电磁波扫描物体。本文研究了一种结合基本几何和图像处理的稀疏静态图像建模新方法。这种方法需要的设备更少，成本更低。
本文研究的主要渲染方法如下:
1)首先从图像序列中恢复二维场景，然后用图形工具渲染。
2)不是恢复相机或场景参数，而是通过分析拍摄的地形来进行测量，以构建观察场景的所有可能图像集的显式表示，然后用少量节点的图像位置指定场景的新视图，然后将所有其他点迁移到新图像。
3)用二维光线集建模图像，并用四维光线集建模场景的所有图像。
2D重建的研究由以下部分组成:
(1)相机模型
相机模型建立图像上的点与空]中的点之间的映射关系，而} _对寻找对应点的搜索范围有一定的限制。
(2)图像采集
图像传感器(如照相机、遥感设备、雷达、超声波接收器等)生成一系列图像。这些图片有二维、二维或图像序列。
(3)特征提取
为了满足以下步骤的要求，经常需要对图像图形方法执行一系列操作来提取某些特定信息和复杂特征，如二次采样、平滑去噪、边缘提取、特征检测等。它使用的方法也与立体匹配策略的选择有关。
(4) IXL图像匹配
图像匹配是立体视觉中非常重要的一部分。主要是根据集合算法找到图像之间的对应关系，从而找到匹配对并计算视差。
(5)深度计算
我们二维重建的最终目标是要求物体的深度。深度计算相对简单，并且可以通过将获得的视差与相机模型相结合来获得。

1。2课题来源

本文所依托的项目是汽车座椅点云处理与建模设计软件的开发。目标是实现无纸化、参数化、自动化和可视化的汽车座椅设计工具。用户可以通过控制相关参数来设计满足用户需求的座椅，从而缩短设计周期，减少工作量。然而，汽车座椅设计的第一步是获取座椅点云数据。获取方式有多种:点云数据可以通过扫描仪对座椅进行二维扫描获得，仿真开发可以直接通过计算机辅助设计等软件进行。为了解决这一问题，本文采用光栅投影技术进行二维重建。

第2章立体声校准……15-23 [/BR/] 2.1摄像机成像……15-18 [/BR/] 2.1.1摄像机线型……16-17 [/BR/] 2.1.2摄像机非线性……17-18 [/溴/] 2.2双目立体校准……18-19
2.3基于OpenCV的立体声系统……19-22
2.3.1校准步骤……19-21
2.3.2 OpenCV计算以下各项的修正……21
2.3.3图像……21-22
2.4本章概述……22-23
第3章结构光的纹理特殊……23-34 [/BR/] 3.1结构光图像采集……23-24 [/BR/] 3.2结构光图像灰度……24-25 [/BR/] 3.3结构光边缘提取和……25-32 [/ Br/] 3.3.1……25-28
3.3.2移除非结构化光线……28-29
3.3.3结构光边缘轴……29-32
基于改进的Canny算法3.4本章总结……32-34
第4章立体声匹配……34-44
4.1立体声匹配技术……34-38
4.1.1匹配原语……34-35
4.1.2匹配约束……35-36 [/BR/] 4.1.3匹配算法……36-38[/比尔/] 4.2这篇论文匹配……38-42 [/BR/] 4.3本章概述……42-44

摘要
经过充分的分析和研究，本文设计了一种基于10结构光的二维重建系统。该系统包括三维标定模块、图像处理模块、三维匹配模块、二维坐标计算模块、点云数据显示模块和二分法模块。该系统结合了空几何学、投影几何学、计算机图像处理和图形学，充分利用了这些知识，具有一定的实用性。本实验使用的主要设备有:立体摄像机、投影仪、棋类移动器、计算机等。该系统是利用计算机视觉开发库OpenCV和OpenGL结合MFC框架开发的。使用的开发平台是Visual++6.00
，它在第一阶段提出了一种新的立体校准方法。通过标定，获得了内部和外部参数以及两台摄像机之间的距离。一旦获得内部和外部参数，也获得投影矩阵。本文利用开源库OpenCV实现立体标定方法。照相机镜头不可避免地会变形。本文对捕获的图像进行校正。