基于圖像點特征的多視圖三維重建

前言
第1章 緒論
  1.1 研究背景與意義
    1.1.1 研究背景
    1.1.2 研究意義
  1.2 多視圖三維重建的研究現(xiàn)狀
    1.2.1 圖像特征點檢測和匹配
    1.2.2 基于圖像的稀疏三維重建
    1.2.3 多視圖稠密匹配與三維重建
    1.2.4 多視圖水下三維重建
    1.2.5 多視圖幾何中常用的優(yōu)化方法
  1.3 本書主要內容與組織
    1.3.1 本書主要內容
    1.3.2 本書內容組織
第2章 多視圖幾何及多視圖三維重建基礎
  2.1 簡介
  2.2 射影空間及透視成像基礎
    2.2.1 射影空間點和平面的表示
    2.2.2 射影空間直線的表示
    2.2.3 透視相機模型
    2.2.4 透視相機成像過程
  2.3 兩視圖幾何及基本矩陣估計
    2.3.1 對極幾何與基本矩陣
    2.3.2 定標視圖基本矩陣計算
    2.3.3 非定標視圖基本矩陣估計
  2.4 多視圖三維重建及其優(yōu)化問題
    2.4.1 射影多義性
    2.4.2 度量三維重建
    2.4.3 多視圖三維重建優(yōu)化問題
  2.5 本章小結
第3章 圖像點特征檢測及多視圖匹配
  3.1 簡介
  3.2 點特征定位與描述
    3.2.1 圖像點特征概述
    3.2.2  Harris點特征檢測
    3.2.3  SIFT點特征檢測
    3.2.4  SIFT點特征描述子
  3.3 兩視圖點特征匹配
    3.3.1 兩視圖匹配基本策略
    3.3.2 魯棒的兩視圖點特征匹配
    3.3.3  RANSAC迭代次數(shù)的確定
  3.4 多視圖點特征匹配
    3.4.1 高維空間快速近鄰搜索
    3.4.2 快速多視圖點特征匹配
    3.4.3 多視圖點特征匹配測試
  3.5 本章小結
第4章 多視圖三維重建相關優(yōu)化方法基礎
  4.1 簡介
  4.2 非線性*小二乘優(yōu)化方法
    4.2.1 非線性*小二乘問題描述
    4.2.2 高斯一牛頓迭代法
    4.2.3 萊文伯格一馬夸特迭代法
  4.3 凸優(yōu)化理論及方法
    4.3.1 凸優(yōu)化的基本概念
    4.3.2 凸優(yōu)化問題描述
    4.3.3 凸優(yōu)化問題求解的牛頓法
    4.3.4 凸優(yōu)化問題求解的內點算法
  4.4 隨機優(yōu)化理論及方法
    4.4.1 差分進化迭代過程
    4.4.2 差分進化的終止條件
    4.4.3 混合優(yōu)化策略
  4.5 本章小結
第5章 非定標視圖直接三維重建建模與優(yōu)化
  5.1 概述
  5.2 傳統(tǒng)兩視圖三維重建方法簡介
  5.3 直接三維重建問題的建模
    5.3.1 相機矩陣參數(shù)化
    5.3.2 圖像特征點對應坐標修正
    5.3.3 圖像對應外點剔除
    5.3.4 施加Cheirality約束
    5.3.5 帶約束優(yōu)化問題
  5.4 直接三維重建問題的求解
    5.4.1 全局優(yōu)化流程及基本操作
    5.4.2 試驗向量評價與比較
  5.5 實驗結果與分析
    5.5.1 合成數(shù)據(jù)實驗
    5.5.2 真實數(shù)據(jù)實驗
  5.6 本章小結
第6章 定標視圖直接三角化建模與優(yōu)化
  6.1 概述
  6.2 傳統(tǒng)多視圖三角化方法簡介
  6.3 魯棒的噪聲尺度估計
    6.3.1 對極轉移中不確定性的傳播
    6.3.2 基于殘差一致性的噪聲尺度估計
  6.4 三維重建中結構邊界的計算
    6.4.1 圖像對應內點子集篩選
    6.4.2 三維結構誤差邊界計算
  6.5 魯棒的全局*優(yōu)多視圖直接三角化
    6.5.1 多視圖直接三角化問題建模
    6.5.2 基于混合優(yōu)化的問題求解
  6.6 實驗結果與分析
    6.6.1 合成數(shù)據(jù)實驗
    6.6.2 真實數(shù)據(jù)實驗
  6.7 本章小結
第7章 基于折射相機模型的水下三維重建
  7.1 概述
  7.2 折射相機成像模型
    7.2.1 后向投影的解析計算
    7.2.2 前向投影的解析計算
    7.2.3 折射橢圓與折射深度
  7.3 已知旋轉參數(shù)的水下三維重建
    7.3.1 全局*優(yōu)水下已知旋轉問題建模
    7.3.2 魯棒的水下已知旋轉問題建模
  7.4 未知旋轉參數(shù)的水下三維重建
    7.4.1 基于混合優(yōu)化的水下相機定標
    7.4.2 稀疏與稠密水下三維結構估計
  7.5 實驗結果與分析
    7.5.1 合成數(shù)據(jù)實驗
    7.5.2 合成渲染圖像實驗
    7.5.3 真實數(shù)據(jù)實驗
  7.6 本章小結
第8章 水下三維重建折射補償理論與驗證
  8.1 概述
  8.2 折射變形及其補償理論分析
    8.2.1 折射變形的理論分析
    8.2.2 基于透視相機模型的折射變形補償
  8.3 折射補償實驗設計
    8.3.1 水下圖像采集裝置
    8.3.2 測試數(shù)據(jù)集
    8.3.3 三維重建及性能評估
  8.4 實驗結果與分析
    8.4.1 合成數(shù)據(jù)實驗
    8.4.2 真實數(shù)據(jù)實驗
  8.5 本章小結
第9章 總結與展望
  9.1 本書內容總結
  9.2 研究工作展望
參考文獻
符號表
術語英漢對照表
彩圖