多视点图像去模糊与三维重建

摘要

三维重建技术是实现工业自动化及智能化检测生产的重要领域，也是图像识别领域非常重要的组成部分以及工业化进程的发展方向之一。然而在实际工业化生产之中当相机和产品都处于相对运动过程中，因而在图片获取过程中难以避免的是获取到的图像处于模糊状态，这些因素使得三维重建技术在运用广度与深度受到了极大的限制，因而工业生产中难以对产品进行精确的三维信息获取。对于生产场景复杂化，利用传统的扫描仪技术不仅价格昂贵，而且每次对于不同环境也难以适应。现在已有技术对模糊图像进行去模糊处理，预期通过图像恢复对图像进行重建处理，但是该方法难以避免的破坏了序列图像同名特征点对应关系，并且在实际运动中相机和产品相对位置会产生偏移，因而通过预先计算出的相机位置与当前位置发生了偏移，使得重建工作误差大大增加，因而不能实现动目标三维重建。针对这一问题，本文采用了自标定和基于序列图像去模糊的三维重建方法。
　　本文采用了序列图像去模糊的方法的环境仅仅需要通过相机采集到序列图像即可进行三维重建，降低了三维重建的应用的难度。本文主要的实现方法如下：
　　1.首先根据工业生产的需求，研究出了一套初步完善的采集图像软、硬件系统。在适用性方面采用工业相机，数码相机，高分辨率单反相机以及手机等都进行了实验，保证该系统在复杂场景下采用不同的采集装置都能获取图像三维信息。并且对工业相机开发了专用的数据采集系统，精确控制相机同步采集，为之后的重建提供了良好的图像信息。
　　2.为了计算出各个相机的对应关系和位置，对序列图像进行自标定处理。这一方法可以确保计算出的相机位置就是实时目标与相机的位置关系，降低了相机参数误差。
　　3.不同于传统对单帧图像去模糊恢复多视点图像方法，而是采用结合目标空间位置推算出模糊路径方法，确保了多个视点的点扩展函数对应关系保持一致，并根据同名特征点匹配关系得到恢复图像。
　　本文通过一系列实验验证了本文采用的动目标多视点图像在经过序列去模糊后重建结果的有效性。在实验过程中对每一个步骤都多次进行了实际实验与仿真实验验证，并且对于在运动模糊，旋转模糊等基本模糊以及模糊方式未知的复杂模糊条件下都进行了图像复原及重建实验，大量的实验结果表明：本文采用的动目标重建方法在各种环境下都有良好的性能，并且能获得目标得到较为完整的三维信息。

目录

声明

第1章绪 论

1.1研究背景和意义

1.2相关技术的研究现状

1.3现在技术主要面临的问题

1.4本论文重要的实验步骤

1.5本文主要内容和结构安排

第2章多视点成像系统设计与摄像机标定

2.1图像多视点图像采集系统搭建

2.2摄像机参数的获取

2.3本章小结

第3章多视点图像去模糊与目标提取

3.1多视点图像预处理

3.2多视点图像特征点的提取

3.3多视点图像去模糊

3.4实验结果与分析

3.5本章小结

第4章基于多视点图像的三维重建

4.1基本的三维重建方法

4.2基于PMVS的三维重建

4.3实验结果与分析

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1工作总结

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的论文

致谢