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传感器与微系统(Transducer and Microsystem Technologies）
2018年第37卷第10期
DOI:10.13873/J.1000-9787(2018 )10015003
基于双自单视面选代算法
李熙，徐晓
（华南理工大学物理与光电学院，广东广州510640）
摘要：针对基于双目单视面三维复原方法中未充分利用数据，导致匹配粗糙的问题，提出了一种选代算法。每一步迭代，都将某一相机的图片各个像素灰度值按光路投影于前一次恢复的三维模型上，再将模型上的灰度值投影于另一相机的像平面，依据当前投影结果与务一相机原有结果的对比，调整三维模型。结果表明提出的算法改善了三维复原的精度
关键词：双目单视面；匹配粗糙；投影；送代；收敛条件
中图分类号：TP391
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2018)10-0150-03
Iterative algorithmbasedonhoropter
LI Xi, XU Xiao
(School of Physics and Optoelectronics,South China University of TechnologyGuangzhou 510640,China） Abstract: Aiming at problem that 3D reconstruction method based on horopter doesnt make full use of data which results in rough matching, an iterative algorithm is proposed. On each step of the algorithm,the gray value of each pixel in the picture of one camera is projected on the 3D model reconstructed on the previous step according the light path of the camera,then the gray values on the model are projected to the image plane of another camera, and the projecting data is compared with that of the original picture of the other camera, the 3D model is adjusted at
last. The result shows that the algorithm improves the precision of 3D reconstruction. Keywords : horopter; matching rough; projection; iterative; convergence condition
0引言
本文进行了基于双目单视面（horopter）的三维重建[1.2]，即利用双目单视面的理论，扩展Vieth-Muller圆到三维空间，得到horopter面3.4，利用horopter面上的角度约束以及灰度相关性进行匹配。同时将结构光和双目单视面相结合，可达到提高复原精度的目的。但由于相机在拍照时因遮挡、光线、噪声等影响得到的两幅图像存在相似差异性，对应匹配点灰度也存在差异，增大匹配拟合误差。因此，本文利用迭代算法5」，多次匹配，以期得到更好的结果。
在医学CT领域，为了获得断层图像数据，学者们提出了众多图像重建的送代算法，包括利用投影线存在的儿何对称结构，引人图像重建的对称块选代算法[9]，选代重建再投影的外插算法[10)，代数送代重建算法（ART)11]，从积分方程角度提出的图像重建送代算法」，利用FBPR算法将反投影算法和Richardson算法结合，通过卷积和迭代方法达到图像重建的目的[12]。通过参考以上图像重建的送代思想，解决由于相机视野、遮挡等因素带来的两幅图像相似差异所造成的匹配租糙的间题，本文提出了一种基于双目单视面送代算法，即经初匹配得到的三维复原物体，投影
收稿日期：2018-07-27
到左右相机得到的投影图像与原始图像进行校正，校正后的图像作为三维重建的原始图，依次迭代。实验结果表明
该算法可以有效改善三维复原结果， 1双目三维重建系统
采用交叉放置的等效左相机L和右相机R13]。根据双目单视面的原理，将图像坐标转换为角度坐标。如图1。具体的角度定义、角度坐标转换、特征匹配及三维复原的运算，参照文献[1,2,14]。
图1坐标转换示意
2选代方法
2.1三维物体投影到相机
原始左右图像经坐标转换以后，通过α,β将其网格化，即像素角度坐标都是等间隔；如图2(a)所示，系统采用角度坐标αi+αR-β将三维空间分割成P,Q.M,N等各个小