双目视觉的图像三维重建：摄像机定标与立体匹配

"双目视觉是利用两个摄像机拍摄的二维图像来重构三维场景的技术。在双目视觉中，摄像机的几何关系至关重要，包括摄像机的成像变换矩阵的确定（摄像机定标）和像素点的一一对应（立体匹配）。硕士论文探讨了基于双目视觉的图像三维重建，重点在于匹配和去噪技术的研究。论文提出了一种新的匹配方法——基于双向双极线的匹配技术，该方法通过对应极线跳变点的匹配，提高了匹配的鲁棒性，并解决了遮挡问题。此外，论文还提出了一种快速匹配策略和异常匹配检测方式，以提高匹配效率和准确性。实验表明，该算法在规则且边缘清晰的场景下能达到良好的匹配效果。" 在双目视觉系统中，摄像机的几何关系是三维重构的基础。摄像机定标涉及确定摄像机的内参和外参，内参包括焦距、主点坐标等，外参则涉及到摄像机的位置和姿态。通过定标，可以得到描述摄像机成像的数学模型，从而推导出空间点到像素点的投影关系。立体匹配是双目视觉中的核心问题，需要找到左右图像中对应的空间点，即寻找匹配的像素对。由于现实场景的复杂性，匹配过程中会出现歧义和噪声，需要有效的算法来处理。 论文作者马林对双目视觉的匹配进行了深入研究，提出了一种创新的匹配策略。基于双向双极线的匹配技术利用极线约束，通过匹配跳变点来确定整个极线上的对应点，减少了匹配的不确定性和光照变化的影响。这种方法对于解决遮挡问题有一定的优势，增强了系统的稳健性。此外，论文还提出了一种快速匹配算法，通过跳变点和插值中间点的方式，能够在较短的时间内完成匹配，满足实时重建的需求。同时，设计了异常匹配检测机制，能有效剔除匹配误差较大的情况，提高匹配的准确性。 实验验证了该匹配算法在规则场景和清晰边缘条件下的优秀性能，但在不规则或边缘模糊的场景中，可能需要结合其他方法进一步优化。双目视觉技术在计算机视觉、图形学和虚拟现实中有着广泛的应用，而匹配和去噪技术的改进对于提高三维重建的质量和效率具有重要意义。