基于RGB-D图像的深度图增强问题研究

发布时间：2017-05-21 15:23

  本文关键词：基于RGB-D图像的深度图增强问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：新型低廉的RGB-D相机像微软的Kinect是一种体感传感器,它在动漫、游戏中有着广泛的应用。由于其产生的深度图像噪声大,如何通过这些粗糙甚至不全的信息获得精细、平滑和精度较高的三维模型是一个棘手问题。本文在山东省科技发展计划“基于静态深度摄像机的便携式三维人体测量系统的研究与开发”的支持下,对深度图像增强做了重点研究,主要研究内容和成果如下:(1)为了提高三维重建精度,首先用张正友标定法对深度相机和HD摄像机分别标定,融合来自不同传感器的信息,同时对它们进行配准解决两个摄像机视点不同的问题。(2)对RGB图像平滑和锐化处理,并且对深度图进行3D warping预处理,初步提高它们的精度。然后采用直方图统计法,利用获取的深度图的时间相关性,更新该帧深度值。同时,巧妙地结合帧差法提高计算效率。再利用深度图的空间相关性填充空洞。接着,构造一个将深度图值传递给高分辨率RGB图像的二次目标函数,采用双线性插值对深度图进行上采样,然后对边缘处巴特沃斯高通滤波处理。最后,利用复合型中值滤波对深度图进行处理消除孤立点的影响。实验结果产生了边缘得到保持的高质量深度图,本论文方法切实有效。(3)本论文利用得到的高质量深度图和Kinect Fusion程序进行三维重建,并对重建后的模型,利用PCL采用表面重构的技术进行平滑处理,采用泊松方程算法进行噪声滤除,重建出完整、平滑的三维模型。
【关键词】：RGB-D图像 相机标定 深度图增强 空洞填充 上采样
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 课题研究意义6
• 1.2 国内外研究现状6-9
• 1.2.1 国内研究现状6-7
• 1.2.2 国外研究现状7-9
• 1.3 论文的研究内容和章节安排9-12
• 1.3.1 论文主要研究内容9
• 1.3.2 论文的章节安排9-12
• 第二章 相关知识12-22
• 2.1 三维重建技术12-13
• 2.2 微软Kinect13-17
• 2.2.1 Kinect软硬件13-14
• 2.2.2 Kinect深度测量原理14-15
• 2.2.3 Kinect的应用15-17
• 2.3 图像处理17-21
• 2.3.1 中值滤波17
• 2.3.2 双边滤波17-19
• 2.3.3 邻域平滑19-20
• 2.3.4 图像锐化20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 相机标定22-33
• 3.1 基本原理22-25
• 3.1.1 光学成像22
• 3.1.2 刚体变换22-23
• 3.1.3 透视投影23-24
• 3.1.4 畸变校正24-25
• 3.2 张正友标定法25-26
• 3.3 HD摄像机标定26-29
• 3.4 深度相机标定29-31
• 3.5 相机配准31-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第四章 RGB-D图像的预处理33-39
• 4.1 稳定深度值的获取33-35
• 4.1.1 直方图统计33-34
• 4.1.2 帧差法34-35
• 4.2 RGB图像的平滑和锐化35-37
• 4.3 深度图像预处理37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第五章 深度图估计39-48
• 5.1 空间相关性39-40
• 5.2 深度图上采样40-44
• 5.2.1 相关工作40-41
• 5.2.2 构造上采样函数41-42
• 5.2.3 置信权重插值方案选择42-43
• 5.2.4 巴特沃斯滤波43-44
• 5.3 复合型中值滤波44-45
• 5.4 实验最低要求45
• 5.5 实验结果45-47
• 5.6 本章小结47-48
• 第六章 三维重建48-50
• 6.1 Kinect Fusion48
• 6.2 重建模型噪声平滑48-49
• 6.3 本章小结49-50
• 第七章 总结与展望50-52
• 7.1 工作总结50
• 7.2 展望50-52
• 参考文献52-56
• 攻读学位期间的研究成果56-57
• 致谢57-58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 左一帆;安平;张兆杨;;基于图割的高质量深度图获取方法[J];电视技术;2011年15期

2 张艳;安平;张秋闻;王奎;张兆杨;;恰可察觉深度差异模型的深度图优化方法[J];光电子.激光;2012年07期

3 左宇鹏;;基于深度图压缩的边界自适应上采样方案[J];计算机与现代化;2014年05期

4 杨超;安平;何宛文;王健鑫;张兆杨;;一种用于深度图编码的虚拟视失真估计模型[J];光电子.激光;2014年07期

5 温宇强,李德华;多视角深度图融合方法综述[J];计算机与数字工程;2003年04期

6 叶长明;蒋建国;詹曙;S.Ando;;不同姿态人脸深度图识别的研究[J];电子测量与仪器学报;2011年10期

7 左一帆;安平;马然;沈礼权;张兆杨;;深度图时域一致性增强[J];光电子.激光;2014年01期

8 朱波;蒋刚毅;张云;郁梅;;面向虚拟视点图像绘制的深度图编码算法[J];光电子.激光;2010年05期

9 周娟;李勇平;黄跃峰;;基于强度图和深度图的多模态人脸识别[J];计算机工程与应用;2012年25期

10 李思宇;李胜;王衡;汪国平;;利用深度图优化的自然光束体构建与绘制[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年07期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 陈东;杨生鹏;庄严;王伟;;基于视觉信息的三维激光点云渲染与深度图构建[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

3 张帅;付宏杰;;基于Kinect的多点触控系统研究与实现[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 李贺建;三维视频中基于FPGA的实时深度估计研究与应用[D];上海大学;2015年

2 邓慧萍;3D视频的深度图优化与深度编码方法研究[D];华中科技大学;2013年

3 高凯;立体视频深度图提取及深度序列编码技术研究[D];吉林大学;2013年

4 罗雷;基于深度图绘制的三维视频编码技术研究[D];浙江大学;2013年

5 霍智勇;自由视点视频深度图估计的关键技术研究[D];南京邮电大学;2013年

6 韦虎;三维外形测量系统中的数据处理关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

7 张秋闻;自由视点视频深度编码关键技术研究[D];上海大学;2012年

8 程光;人机交互系统中手势和姿势识别算法的研究[D];清华大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李海坤;基于彩色和深度的前景分割研究[D];山东大学;2015年

2 张岳欢;3D视频编码中深度信息优化及场景背景编码技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 曹广昊;立体视频系统中深度传播算法的研究[D];山东大学;2015年

4 丁焱;基于深度图的虚拟视点绘制中空洞填补技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 马姝颖;基于视点合成的深度图编码技术研究[D];电子科技大学;2015年

6 王旭;面向绘制质量的深度图压缩感知研究[D];上海大学;2015年

7 卞玲艳;基于深度图的2D转3D视频算法的研究[D];电子科技大学;2015年

8 王亚峰;3D-HEVC深度图预处理与误码掩盖技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

9 白树斌;基于RGB-D图像的深度图增强问题研究[D];青岛大学;2015年

10 李涛;单目视图与多目视图的深度图恢复方法研究[D];清华大学;2009年

  本文关键词：基于RGB-D图像的深度图增强问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：384062