基于圖像點(diǎn)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(diǎn)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(nèi)容與組織
    1.3.1 本書主要內(nèi)容
    1.3.2 本書內(nèi)容組織
第2章 多視圖幾何及多視圖三維重建基礎(chǔ)
  2.1 簡介
  2.2 射影空間及透視成像基礎(chǔ)
    2.2.1 射影空間點(diǎn)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(jī)模型
    2.2.4 透視相機(jī)成像過程
  2.3 兩視圖幾何及基本矩陣估計(jì)
    2.3.1 對極幾何與基本矩陣
    2.3.2 定標(biāo)視圖基本矩陣計(jì)算
    2.3.3 非定標(biāo)視圖基本矩陣估計(jì)
  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(jié)
第3章 圖像點(diǎn)特征檢測及多視圖匹配
  3.1 簡介
  3.2 點(diǎn)特征定位與描述
    3.2.1 圖像點(diǎn)特征概述
    3.2.2  Harris點(diǎn)特征檢測
    3.2.3  SIFT點(diǎn)特征檢測
    3.2.4  SIFT點(diǎn)特征描述子
  3.3 兩視圖點(diǎn)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(diǎn)特征匹配
    3.3.3  RANSAC迭代次數(shù)的確定
  3.4 多視圖點(diǎn)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(diǎn)特征匹配
    3.4.3 多視圖點(diǎn)特征匹配測試
  3.5 本章小結(jié)
第4章 多視圖三維重建相關(guān)優(yōu)化方法基礎(chǔ)
  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(nèi)點(diǎn)算法
  4.4 隨機(jī)優(yōu)化理論及方法
    4.4.1 差分進(jìn)化迭代過程
    4.4.2 差分進(jìn)化的終止條件
    4.4.3 混合優(yōu)化策略
  4.5 本章小結(jié)
第5章 非定標(biāo)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(jī)矩陣參數(shù)化
    5.3.2 圖像特征點(diǎn)對應(yīng)坐標(biāo)修正
    5.3.3 圖像對應(yīng)外點(diǎn)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(yàn)向量評價與比較
  5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5.1 合成數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
    5.5.2 真實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
  5.6 本章小結(jié)
第6章 定標(biāo)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(jì)
    6.3.1 對極轉(zhuǎn)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(jì)
  6.4 三維重建中結(jié)構(gòu)邊界的計(jì)算
    6.4.1 圖像對應(yīng)內(nèi)點(diǎn)子集篩選
    6.4.2 三維結(jié)構(gòu)誤差邊界計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.6.1 合成數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
    6.6.2 真實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
  6.7 本章小結(jié)
第7章 基于折射相機(jī)模型的水下三維重建
  7.1 概述
  7.2 折射相機(jī)成像模型
    7.2.1 后向投影的解析計(jì)算
    7.2.2 前向投影的解析計(jì)算
    7.2.3 折射橢圓與折射深度
  7.3 已知旋轉(zhuǎn)參數(shù)的水下三維重建
    7.3.1 全局*優(yōu)水下已知旋轉(zhuǎn)問題建模
    7.3.2 魯棒的水下已知旋轉(zhuǎn)問題建模
  7.4 未知旋轉(zhuǎn)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(jī)定標(biāo)
    7.4.2 稀疏與稠密水下三維結(jié)構(gòu)估計(jì)
  7.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    7.5.1 合成數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
    7.5.2 合成渲染圖像實(shí)驗(yàn)
    7.5.3 真實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
  7.6 本章小結(jié)
第8章 水下三維重建折射補(bǔ)償理論與驗(yàn)證
  8.1 概述
  8.2 折射變形及其補(bǔ)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(jī)模型的折射變形補(bǔ)償
  8.3 折射補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    8.4.1 合成數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
    8.4.2 真實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
  8.5 本章小結(jié)
第9章 總結(jié)與展望
  9.1 本書內(nèi)容總結(jié)
  9.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
符號表
術(shù)語英漢對照表
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