论文部分内容阅读
图像真实记录了场景中对象的空间分布、空间形态等信息,是人类获取场景中对象几何信息的一种数据源,目前场景三维信息多通过多视图几何来恢复。然而随着图像拍摄、传播方式的多样化,无法同时获得某一场景多幅图像,或是图像之间无法匹配的情况时有发生。发展利用单视图恢复图像中对象几何信息的理论与方法,一直是计算机视觉、机器视觉等领域关注的研究问题之一。本文旨在梳理已有单视图几何量测方法,设计并实现单视图几何量测系统,为用户提供单视图几何信息提取的平台。本文的主要工作有以下几个部分:(1)单视图几何量测方法研究:研究现有单视图几何量测方法,从单视图几何量测原理角度将其分为基于单应和基于不变量两类方法,从所提取的信息的维度将其分为二维平面上几何量测与三维空间上几何量测。对比基于同一几何特征的几何量测方法,从各类几何信息计算方便性的角度出发,将多种方法混合使用。(2)单视图几何量测方法交互界面与交互方式设计:单视图几何量测需要依赖图像中的几何特征,图像中的几何特征决定了采用何种方法,因此,本文设计了两类界面,一类为几何特征与待量测信息选取界面,界面中列出所有可能用于几何量测的特征组合以及待测信息供用户选择,另一类为几何量测界面,提供用户与图像交互的窗口,并按算法步骤“向导式”指导用户进行交互,并当用户提取信息不全时给予相应的提示。(3)单视图几何量测方法实现:实现集几何特征提取、不变量计算、二维信息几何量测、三维信息几何量测等功能于一体的原型系统。可实现对包含单个矩形、多个圆形或二者组合场景的二维和三维几何信息的计算,包括两点距离、折线长度、多边形面积、圆形面积、周长等。本文所实现的单视图几何量测方法,具有图像获取快捷性、测量灵活性、交互方便等特点,使不具备摄影测量、计算机视觉等学科专业知识的用户也能轻松获取图像中对象的几何信息,进一步推动了计算机视觉等技术的智能化、社会化和人性化发展。本研究可为城市规划、建筑施工、刑事侦查、交通运输等诸多领域提供较为全面的应用技术支持。