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基于智能手机Tango传感器的室内三维场景实时感知

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科学技术与工程 2018年第30期18卷 189-193页

作者：廖萱陈锐志李明武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心武汉430079

室内三维场景实时感知是室内增强现实、三维测图和机器人自主定位与导航的关键技术之一。利用智能手机Tango传感器搭载的单目摄像头和深度相机,根据实时获取的彩色图像和深度信息,研究并提出了一种实时的室内三维场景感知方法;该方法首... 详细信息

室内三维场景实时感知是室内增强现实、三维测图和机器人自主定位与导航的关键技术之一。利用智能手机Tango传感器搭载的单目摄像头和深度相机,根据实时获取的彩色图像和深度信息,研究并提出了一种实时的室内三维场景感知方法;该方法首先根据智能手机Tango传感器获取的彩色图像存在的问题,采用多项式函数对彩色相机进行校正。接着,使用orb(oriented FAST and rotated BRIEF)算子对彩色图像进行特征提取,利用RANSAC算法剔除误匹配点;并根据优化后的匹配点对采用ICP算法对手机姿态进行初步估计。最后,基于融合空间关系的视觉词典(SDBo W2)对感知的初步室内场景进行闭环检测;并通过图优化得到实时感知的室内三维场景模型。实验表明,方法能利用Tango传感器高效地获取室内场景完整的三维结构信息与纹理。

关键词： Tango 室内三维场景 orb算子 SDBoW2 实时感知

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基于特征点的侧扫声呐图像拼接技术研究

基于特征点的侧扫声呐图像拼接技术研究

作者：金广哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着陆地资源的日渐短缺,充分开发和利用海洋资源已成为21世纪各国不可忽视的一部分,捍卫海洋权益和海洋安全也已经上升到战略高度。目前对海洋世界的探索主要是运用声呐设备,通过接收向水下发射的声波的回波信号生成声呐图像,对声呐图... 详细信息

随着陆地资源的日渐短缺,充分开发和利用海洋资源已成为21世纪各国不可忽视的一部分,捍卫海洋权益和海洋安全也已经上升到战略高度。目前对海洋世界的探索主要是运用声呐设备,通过接收向水下发射的声波的回波信号生成声呐图像,对声呐图像进行分析处理以达到探索海洋的目的。但是目前最常用的侧扫声呐生成的图像都为条状图像,不便于观察海底全貌,在海底地貌测绘、海底资源开发、海底作战等重要领域的应用受到制肘,为此,本文对侧扫声呐图像拼接技术相关算法进行深入研究,主要工作如下:对Triton Imaging Inc公司创建并使用的声呐设备配套(.XTF格式)文件进行数据解码,读取侧扫声呐图像数据、GPS数据、船航向、速度数据等相关信息,生成条状声呐图像;针对声波在传播过程中损耗等问题造成的声呐图像灰度值反差大现象对其进行灰度校正;针对船速变化引起的侧扫声呐图像纵向比例失真现象对其进行速度校正;针对声呐图像生成时存在目标在靠近中央盲区区域横向压缩较大,在远离中央盲区区域压缩较小的问题对其进行斜距校正;针对声呐图像噪声多的原因进行分析,并对噪声进行建模分析,利用常用图像去噪方法对声呐图像进行去噪处理,并对处理结果进行对比分析;采用自适应中值滤波与偏微分方程相结合的方法对声呐图像进行滤波处理,经验证该方法对声呐图像去噪效果较好,可以有效去除图像噪声。针对侧扫声呐图像拼接相关技术在海底作战、海底救援等领域对拼接实时性的要求,对常用图像配准算子进行了系统的对比分析,并且深入研究了配准速度非常快的orb(OrientedBrief)算法,针对orb算子对图像纹理丰富区域提取的特征点过多、分布不均匀等问题提出基于网格分割的方法,实现了在不影响配准精度的情况下对声呐图像的快速拼接;针对侧扫声呐图像拼接技术在海底地貌测绘、海底资源开发、海底沉积物识别等领域对拼接精确度的要求,着重对KAZE算子进行深入研究,给出其对声呐图像配准结果,并从实时性、鲁棒性、精确性三方面对本文涉及到方法进行对比分析,给出分析结果。利用RANSAC算法计算出待拼接图像间的转换关系矩阵完成侧扫声呐图像的拼接;针对拼接后图像可能存在拼接缝隙影响人眼观察或进一步处理的情况对常用图像融合算法进行研究,给出实验结果并良好的消除了拼接缝隙:最后对本文研究工作做出总结,对进一步工作进行展望。

关键词：侧扫声呐图像拼接 orb算子 KAZE算子

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基于增强现实技术的报刊富媒体化系统

基于增强现实技术的报刊富媒体化系统

作者：杨俊勇北京邮电大学

学位级别：硕士

增强现实技术是一种根据真实场景生成的一个虚拟场景,并将这个虚拟场景与真实场景相融合,对真实场景进行扩充和增强的技术。本文研究的报刊富媒体化系统是将增强现实技术与报刊阅读结合在一起,给读者提供更为丰富的阅读体验。通过对基... 详细信息

增强现实技术是一种根据真实场景生成的一个虚拟场景,并将这个虚拟场景与真实场景相融合,对真实场景进行扩充和增强的技术。本文研究的报刊富媒体化系统是将增强现实技术与报刊阅读结合在一起,给读者提供更为丰富的阅读体验。通过对基于自然标志板的增强现实技术和基于局部特征的图像检索技术的研究,本文在总结前人的研究成果的基础上进行了针对性的创新研究,实现了基于增强现实技术的报刊富媒体化系统的构建。本文主要进行了以下几个方面的研究：1.基于局部特征的图像检索技术的研究。通过研究SIFT、SURF和orb三种局部特征提取方法,对比了它们的优缺点,最终选择orb作为图像检索技术的特征提取方法。然后使用了LSH作为特征点匹配方法,构建了一套图像检索系统。2.基于自然标志板的增强现实技术研究。通过对增强现实注册定位技术的研究,结合本文系统的特点,使用单应矩阵作为世界坐标系与摄像头坐标系的投影矩阵。提出了检测与跟踪相结合的标志板跟踪技术,并利用了RANSAC算法进行特征点筛选工作。实现了一个实时的增强现实跟踪注册系统。3.报刊富媒体化系统的构建。研究了报刊富媒体系统的主要需求,利用了图像检索技术进行报刊封面检索,然后使用增强现实技术用于富媒体标签的显示。实现了能够显示文本、图像、音频、视频和网络链接等5种富媒体标签的报刊富媒体化系统。

关键词：增强现实 orb算子局部特征局部敏感哈希

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一种快速的两步骤图像匹配新算法

计算机技术与发展 2015年第8期25卷 67-70页

作者：邱丽君唐加山南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学理学院江苏南京210023

图像匹配时间包括特征提取时间和特征点匹配时间,减少特征提取时间,能够大大提高图像匹配效率。目前,普遍的匹配算法对整幅图像进行特征提取,当图像较大时,特征提取时间长,影响匹配效率。文中提出一种由粗到细的两步骤快速图像匹配新算... 详细信息

图像匹配时间包括特征提取时间和特征点匹配时间,减少特征提取时间,能够大大提高图像匹配效率。目前,普遍的匹配算法对整幅图像进行特征提取,当图像较大时,特征提取时间长,影响匹配效率。文中提出一种由粗到细的两步骤快速图像匹配新算法,这种算法在特征提取时间上作了改进。粗匹配阶段,用双直方图(TCH)哈希算法进行模板匹配,找到与模板最相似的图像区域,缩小orb特征提取的范围。细匹配阶段,在找到的最相似区域,用高速的orb算子提取和描述特征点。最后,用欧氏距离法进行特征向量的匹配。由于特征提取的范围被缩小到一个很小的区域,总匹配时间大大减少。实验结果表明,文中提出的图像匹配算法,在保持高匹配鲁棒性的前提下,与SIFT、SURF和orb算法相比,匹配速度有了很大提高。

关键词：由粗到细快速图像匹配双直方图哈希算法 orb算子

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基于高斯尺度空间理论的orb特征点检测

电子世界 2016年第10期 192-192,194页

作者：翟紫伶国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

针对当前具有尺度不变性的实时特征点检测效率低的问题,研究了一种基于高斯尺度空间理论的orb特征点检测方法。该方法在保持orb算子具有旋转不变性和检测速度快的同时,还能检测出多尺度下的特征点。通过实验验证该方法保证速度快的同时... 详细信息

针对当前具有尺度不变性的实时特征点检测效率低的问题,研究了一种基于高斯尺度空间理论的orb特征点检测方法。该方法在保持orb算子具有旋转不变性和检测速度快的同时,还能检测出多尺度下的特征点。通过实验验证该方法保证速度快的同时又具有尺度不变性,适用于尺度变化较大且要求实时性高的视频拼接。

关键词： orb算子尺度空间图像拼接尺度不变性