三維重建中線段匹配方法的研究

陳起鳳 ，劉 軍*，李 威 ，雷光元 ，董廣峰

1.智能機器人湖北省重點實驗室（武漢工程大學），湖北 武漢 430205；2.武漢工程大學計算機科學與工程學院，湖北 武漢 430205；3.國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司，新疆 哈密 893000

隨著信息技術的迅猛發展，三維重建在許多領域有越來越多的應用，如文化遺產保護、文物研究、視頻監控、動畫電影制作、醫學圖像處理以及虛擬現實等［1-2］。在計算機視覺中［3-4］，基于圖像的三維重建技術是根據場景的兩張或兩張以上的二維圖像，由計算機自動計算并匹配場景的二維幾何信息和深度信息，最后建立三維模型的過程。傳統三維重建是基于點的特征提取與匹配［5-8］，三維點云模型在缺少紋理的地方重建精度較差，三維線段模型能提供更充分的結構信息，反映場景的幾何拓撲關系［9］。要生成一個基于線段的三維重建模型需要建立來自不同圖片的二維線段的對應關系，線段匹配［10-11］指在兩組線段中建立對應關系的過程。早期Schimid等［12］提出一種在三視圖間自動進行線匹配的方法，在已知相機姿態信息的情況下，建立基于強度的點向線段匹配的對應關系。2005年Bay等［13］提出借助寬基線圖像進行線段匹配的方法，通過計算任意相鄰線段上像素點的顏色直方圖（Hue，Saturation，Value，HSV）來完成，后來一種基于塊的線段描述方法［14］被提出，該方法能快速得到亞像素級別直線的位置，但未考慮尺度變化的自適應性，會造成某些塊過短從而線段無法被提取的現象。2009年，梯度均值……