基于三维模型匹配的单张图像物体深度恢复
本文选题:深度恢复 + 分块匹配 ; 参考:《浙江大学》2017年硕士论文
【摘要】:从视频和图片中恢复三维信息是计算机视觉领域里的一个基本问题,有着广泛的应用。例如,高质量的深度信息不仅可以直接用来重建场景的三维结构、辅助机器人导航,而且还能帮助计算机更好地识别和理解图像中的物体和场景。特别是随着机器人、虚拟现实和增强现实等应用的兴起,如何让计算机更好地根据所拍摄的图像或视频去分析和理解三维世界变得越来越重要。由于很多时候,我们只能获取单张图像,因此如何为单帧图像恢复深度具有重要的理论研究意义和应用价值。随着三维模型数据集的快速增长,许多研究人员开始尝试利用这些先验模型来进行单帧图像的物体深度恢复。但是,现有的方法一般要求输入图片与训练集中的数据有较高的匹配度,难以处理输入图片中的物体与模型库中的三维模型差异较大的情况;而且,很多方法要求物体的分割信息作为物体深度恢复的先验信息,这很大程度上限制了算法的应用场景。针对这两个问题,本文提出了一个无需预先分割的单张图像物体自动深度恢复方法。首先,将图片与训练集中的数据进行图片匹配,求得候选集,并根据候选集图片的结构特征进行自适应分块,在此基础上进行分块匹配,将分块匹配的结果作为深度预测的依据,有效解决了输入图片与数据集中的三维模型无法很好匹配的情况。其次,基于分块匹配的结果对物体进行自动分割,实现了高质量的物体自动分割和深度估计。再次,针对通过匹配得到的深度在物体不连续边界区域比较粗糙的情况,提出使用改进的分割结果来进行约束,对空洞区域进行深度补全,并进行双边滤波使得深度平滑化,从而有效提高了深度恢复的质量。一系列的实验结果和与其它方法的对比证明了所提方法的有效性。
[Abstract]:It is a basic problem in the field of computer vision to recover 3D information from video and picture, and it has been widely used. For example, high quality depth information can not only be directly used to reconstruct the 3D structure of the scene and assist the robot navigation, but also help the computer to better recognize and understand the objects and scenes in the image. Especially with the rise of robots, virtual reality and augmented reality, it becomes more and more important for computer to analyze and understand 3D world according to the images and videos taken. Because we can only obtain single image in many cases, how to restore depth for a single frame image has important theoretical research significance and application value. With the rapid growth of 3D model data sets, many researchers have begun to use these priori models to restore the depth of objects in a single frame image. However, the existing methods generally require a high matching degree between the input image and the data in the training set, so it is difficult to deal with the difference between the object in the input picture and the 3D model in the model base. Many methods require object segmentation information as the prior information of object depth recovery, which limits the application of the algorithm to a great extent. In order to solve these two problems, an automatic depth recovery method for single image objects is proposed. Firstly, the images are matched with the data of the training set, and the candidate sets are obtained. Then, according to the structural features of the candidate sets, the images are self-adaptively partitioned, and then the blocks are matched. The result of block matching is taken as the basis of depth prediction, which effectively solves the problem that the 3D model of input image and data set can not match well. Secondly, based on the result of block matching, the automatic segmentation and depth estimation of high quality objects are realized. Thirdly, in view of the rough depth obtained by matching in the discontinuous boundary region, an improved segmentation result is proposed to constrain the cavity region, and the depth is smoothed by bilateral filtering. Thus, the quality of depth recovery is improved effectively. A series of experimental results and comparisons with other methods show that the proposed method is effective.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 朱近;;分块查找的最佳分块方法[J];计算机工程与应用;1989年10期
2 董宁;文志强;余波;;基于防反射边界的图像分块反降晰研究[J];计算机工程;2011年11期
3 李泉永;;一个使用较少外存的分块直接解法及其在天线结构分析中的一个应用[J];桂林电子工业学院学报;1984年01期
4 金淳浩;周桅;;动态分块快速网格化方法[J];物探化探计算技术;1988年04期
5 韩永飞;分块果园法的证明[J];吉林大学自然科学学报;1989年02期
6 周平;刘晓洁;;基于两级分块的文件同步方法[J];计算机工程与设计;2014年03期
7 舒辉,康绯;一个新的循环分块算法[J];计算机研究与发展;2002年10期
8 刘立祥,谢剑英,张敬辕;利用分块循环矩阵对离散图象进行重建[J];计算机工程与应用;2003年14期
9 王春发 ,陈国华,杨万里,罗马吉;螺旋进气道三维分块结构化贴体网格的生成[J];小型内燃机与摩托车;2003年04期
10 曾璞;吴玲达;文军;;基于分块潜在语义的场景分类方法[J];计算机应用;2008年06期
相关会议论文 前9条
1 任安禄;邓见;;分块法求解圆球强迫对流场[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(上册)[C];2012年
2 陈宜稳;王威;王润生;;分块建模和点建模联合的背景重建方法[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
3 伍中平;;双向不等高正交钢管桁架分块整体提升施工技术[A];大型复杂钢结构建筑工程施工新技术与应用论文集[C];2012年
4 邹李;杜小勇;何军;;B3:图间节点相似度分块计算方法[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集A辑二[C];2010年
5 窦朝晖;;影响分块算法性能的主要因素[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
6 肖永浩;黄清南;;基于分块数据结构的冲击问题并行计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 戴妍峰;刘藻珍;;空间望远镜分块式主镜面形控制系统建模[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
8 李嘉伟;孙明;;基于分块LAB特征的粒子滤波目标跟踪算法[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 ;大会主题报告[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
相关重要报纸文章 前5条
1 雷明;企业扭亏分块搞活应处理好的几个关系[N];中国企业报;2000年
2 雷明;分块搞活应处理好几个关系[N];中国航空报;2001年
3 覃匡龙 周鸿广 侯俊富;“分块管理”破解警力难题[N];检察日报;2003年
4 王书明;新华中学形成安全管理网络[N];商洛日报;2007年
5 记者 郭凤美;“分块搞活”救了太原制药[N];山西经济日报;2004年
相关博士学位论文 前4条
1 袁丹丹;推广的基于能量的分块方法的发展和应用[D];南京大学;2017年
2 郭晓峰;旋转对称结构中比例边界元分块算法研究[D];大连理工大学;2016年
3 邹健;分块稀疏表示的理论及算法研究[D];华南理工大学;2012年
4 何边;复杂网络上的分块问题[D];上海交通大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 严辉银;求解二乘二分块实线性方程组的块分裂预处理方法[D];兰州大学;2015年
2 沈世达;基于分块压缩感知的图像和视频传输技术研究[D];西南交通大学;2015年
3 张蛟;基于FastDFS的重复数据管理技术的研究与实现[D];电子科技大学;2014年
4 白聪轩;多线索分块匹配的移动机器人目标跟踪[D];北京工业大学;2015年
5 李鹏程;基于张量特征值分析的特征表示及典型应用[D];西安电子科技大学;2015年
6 荣雁霞;基于分块压缩感知的图像重构方法研究[D];南京邮电大学;2015年
7 高东红;基于多尺度分块压缩感知的图像处理算法研究[D];北京理工大学;2016年
8 李浩田;分块主镜式相机共相位检测系统研究[D];北京理工大学;2016年
9 周利华;基于分块计算模型的债权类不良资产价值评估研究[D];云南大学;2016年
10 赵春晖;分块与二级人脸识别算法研究[D];扬州大学;2016年
,本文编号:1997580
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1997580.html