立體匹配技術(shù)在波浪攝影測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文以雙目攝影波浪測量技術(shù)為背景，以增加特征點(diǎn)匹配對(duì)數(shù)目、降低誤匹配率為目的，研究雙目視覺里立體匹配技術(shù)的特征提取與特征匹配，并將改進(jìn)的立體匹配算法應(yīng)用于水槽波浪的浪高測量。
　　首先，介紹經(jīng)典的特征提取算法Moravec、Harris與SIFT，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)與波浪圖像的特征提取，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Harris角點(diǎn)分布更能反映波浪結(jié)構(gòu)，在波浪圖像發(fā)生多種變化時(shí)SIFT特征提取的穩(wěn)定性最好。
　　接著，介紹金字塔匹配與SIFT匹配

2、，并分別進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)與波浪圖像的特征匹配，實(shí)驗(yàn)表明SIFT匹配處理波浪圖像時(shí)誤匹配率不高，但匹配對(duì)數(shù)目少。
　　然后，針對(duì) SIFT算法處理波浪圖像時(shí)匹配對(duì)數(shù)量少、誤匹配對(duì)等缺點(diǎn)，本文提出了一種改進(jìn)的立體匹配算法。特征提取部分，采用Harris亞像素角點(diǎn)替代DoG極值點(diǎn)，通過改變Harris角點(diǎn)響應(yīng)閾值改變特征點(diǎn)數(shù)量。Harris亞像素角點(diǎn)是通過二次多項(xiàng)式逼近角點(diǎn)響應(yīng)值的方法得到的。特征匹配部分，采用雙向匹配策略剔除誤匹配對(duì)，在雙

3、向匹配策略中采用極線約束確定候選匹配集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的改進(jìn)算法與傳統(tǒng)SIFT算法相比，不僅誤匹配率較低，而且匹配對(duì)數(shù)量有了明顯增加。
　　最后，為了驗(yàn)證本文立體匹配改進(jìn)算法在波浪圖像上的可應(yīng)用性，采用本文的改進(jìn)算法處理室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與循環(huán)水槽實(shí)驗(yàn)采集的波浪圖像，并將匹配結(jié)果用于三維重建得到波浪的三維立體圖與等高線圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三維立體圖的波形、波向與實(shí)際波浪的相同；水槽實(shí)驗(yàn)中標(biāo)記處的兩組波高測量值與實(shí)際值誤差分別約為2.67％