单幅图像目标定位与三维重建：理论与应用进展

计算机科学是一门跨学科的研究领域，其目标是模拟人类视觉功能，使计算机能够理解和解析三维场景。1.1计算机视觉理论是该领域的重要基石，自Man-视觉理论框架提出以来，发展迅速。该框架将视觉系统研究划分为计算机理论、表达与算法以及硬件三个层次，尽管存在不足，但它奠定了计算机视觉研究的基础，定义了一个清晰的研究体系。随着技术的进步，计算机视觉在工业环境中的应用广泛，如多视几何理论的发展，极大地推动了三维重建技术。 在单幅图像建模的研究中，1.2.1研究的意义主要体现在两个方面：首先，通过单一图像提取立体信息，构建具有真实感的虚拟三维结构，如基于立体视觉的三维重建技术，能够减少图像匹配问题，简化过程。然而，这种方法受限于摄像机标定精度和特征点匹配的准确性，这些仍是计算机视觉中的核心挑战。其次，基于单幅图像的三维重建，比如通过改进相对深度算法，可以提高长方体模型参数的精度，从而实现目标物体特征点的三维定位，具有广阔的应用前景，如城市规划、古建筑重建、图像测量和虚拟漫游技术。 作者于艳在硕士学位论文中，针对这些问题进行了深入研究。她采用Canny算子提取图像边缘，克服了Hough变换在时间和存储上的局限，通过概率Hough变换检测目标直线并确定灭点坐标，提高了定位精度。此外，论文还探讨了摄像机内外参数的确定，特别是外方位角元素的精确测量，通过改进算法优化了长方体模型参数，最终实现了目标定位。论文中还运用VRML技术进行模型重建和显示，通过纹理映射技术减小模型表面纹理变形，提升重建的真实感。 单幅图像目标定位及三维重建的研究不仅是计算机视觉领域的一个关键技术，也是多学科交叉应用的体现，对于提高计算机视觉系统的实用性和精确性具有重要意义。未来，随着技术的进一步发展，这种研究将在更多领域展现其价值。