●第1章緒論1
1.1數字影像2
1.1.1數字影像概念2
1.1.2常見的影像類型3
1.1.3空間域和頻率域處理4
1.2射影幾何學基礎5
1.2.1射影幾何意義5
1.2.2射影變換5
1.2.3二維射影空間6
1.2.4三維射影空間8
1.2.5二維仿射變換9
1.2.素的分層表達10
1.3歐氏空間坐標轉換11
1.3.1二維坐標轉換11
1.3.2三維坐標轉換12
1.4成像模型與成像繫統中的坐標繫14
1.4.1成像模型中素14
1.4.2成像繫統中的坐標繫15
1.4.3透視投影成像模型16
1.5常見的三維成像方式19
1.5.1人工輸入方法20
1.5.2主動式掃描方法20
1.5.3被動式掃描方法23
1.6三維計算機視覺的應用24
1.6.1三維計算機視覺測量的應用領域24
1.6.2三維計算機視覺測量繫統的常見技術指標參數25
1.6.3三維計算機視覺與攝影測量的關繫26
1.6.4三維計算機視覺測量面臨的問題26
1.7小結27
參考文獻27
第2章攝像機的幾何標定30
2.1攝像機標定參數30
2.1.1內參數30
2.1.2外參數32
2.1.3標定方法分類32
2.2攝像機內參數標定33
2.2.1直接線性變換法33
2.2.2Tsai1987標定方法36
2.2.3Zhang1999標定方法37
2.3靜態場景多視角下攝像機繫統的自標定39
2.3.1基礎矩陣39
2.3.2度量自標定41
2.3.3基於滅點的自標定方法44
2.4攝像機繫統的半自動標定45
2.4.1標定裝置46
2.4.2自動提取角點46
2.4.3人工靶標標志47
2.5攝像機與激光雷達的聯合標定49
2.5.1多源融合的意義49
2.5.2時空配準50
2.5.3攝像機與激光雷達的聯合標定50
2.6應用舉例52
2.6.1標定工具箱52
2.6.2多源傳感器聯合標定53
2.7小結54
參考文獻55
第3章影像特征提取表達58
3.1影像特征的基本概念58
3.1.1特征表達形式58
3.1.2像素特征的基本要求59
3.1.3鄰域範圍59
3.2邊緣和線特征提取60
3.2.1梯度算子61
3.2.2Canny邊緣檢測64
3.2.3Snake邊緣提取65
3.2.4霍夫變換檢測直線66
3.3點特征提取67
3.3.1Harris角點67
3.3.2FAST角點69
3.3.3SIFT特征提取70
3.3.4SURF特征提取74
3.3.5ORB特征檢測77
3.3.6AKAZE特征檢測78
3.3.7Lucas-Kanade光流算法79
3.3.8卷積神經網絡特征提取81
3.4紋理特征表達82
3.4.1紋理的概念82
3.4.2紋理特征類型83
3.4.3紋理特征應用舉例85
3.5應用舉例86
3.5.1目標跟蹤86
3.5.2全景拼接86
3.6小結87
參考文獻88
第4章由運動恢復結構90
4.1對極幾何90
4.1.1極線與極點90
4.1.2基礎矩陣92
4.1.3本質矩陣93
4.2影像的單應變換94
4.2.1投影矩陣和影像單應矩陣之間的關繫94
4.2.2基礎矩陣和影像單應矩陣之間的關繫95
4.3求解二視圖的基礎矩陣96
4.3.1八點算法96
4.3.2七點算法98
4.3.3魯棒算法98
4.3.4退化情況100
4.3.5三視圖和四視圖幾何計算100
4.4攝像機位置姿態和場景結構恢復101
4.4.1初始化影像位置姿態和場景結構101
4.4.2由本質矩陣提取攝像機矩陣102
4.4.3更新結構和位置姿態104
4.4.4PnP問題105
4.5光束法平差105
4.5.1光束法平差模型105
4.5.2最小二乘原理107
4.5.3高斯-牛頓算法107
4.5.4列文伯格-馬奎特算法108
4.5.5光束法平差的LM算法模型109
4.5.6稀疏光束法平差109
4.6應用舉例111
4.7小結113
參考文獻113
……
基於計算機視覺的三維空間數據獲取和處理技術正處在一個蓬勃發展的時期，相關的三維測量與建模的研究成果被廣泛地應用於各個行業領域中。與數字圖像處理技術相比，計算機視覺三維測量與建模技術更關注觀測場景的空間幾何結構信息和傳感器載體的位置姿態信息。它利用射影幾何、線性代數和數值優化等理論，從二維影像數據中恢復重建出三維空間結構信息和傳感器的位置姿態數據，使觀測者能夠獲得目標對像的三維物理尺寸數據以及攝像機等傳感器的位置姿態關繫。此外，三維點雲的數據形式近年來受到越來越多的關注，許多應用問題的解決方法都從二維影像處理過渡到三維點雲處理。本書介紹攝像機成像的基本數學模型，分析攝像機的標定原理、影像的特征提取與匹配算法、由運動恢復結構的理論和流程，以及由立體視覺重建稠密三維點雲的方法。此外，本書進一步延伸到圖形學幾何建模的相關知識，介紹三維點雲的空間濾波理論和表面網格化的建模方法。書中包含著者多年的學習等
