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基于线对应的单应矩阵估计及其在视觉测量中的应用
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:0
  • 页码:449-455
  • 语言:中文
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室,北京100080
  • 相关基金:国家自然科学基金(60673104,60675020)资助
  • 相关项目:基于流形学习的图像对应点匹配问题研究
中文摘要:

单应矩阵估计在视觉测量、摄像机标定、三维重建等领域有重要的应用价值,但是在具体应用中如何鲁棒、精确地估计单应矩阵仍是一个没有很好解决的问题.在研究和实际应用中我们发现,直接线性方法在基于线对应的单应矩阵估计中会出现在某些特殊的摄像机姿态下误差较大的情况.针对这一情况,我们提出了一种基于线对应的归一化单应矩阵估计方法并将其应用到视觉测量中,即通过简单的归一化操作使测量矩阵元素的大小分布尽量均匀,从而降低了测量矩阵的条件数,提高了算法的鲁棒性,同时又保持了直接线性方法简单、快速、易实现等优点.模拟实验和真实图像实验均验证了该方法的有效性.

英文摘要:

Homography plays an important role in visual metrology, camera calibration and 3D reconstruction. However, how to robustly and accurately estimate a homography from images is still a difficult problem in practice. In this work, we found that in the line-correspondence based homography estimation by a DLT(Direct linear transformation)-like method, some gross estimation errors could arise under some camera configurations, especially when there exists image line(s) passing through (or close to) the origin of the image coordinate system. The underlying reason is that under such configurations, the magnitude of the elements in the measurement matrix could vary significantly, which in turn results in a large condition number of the measurement matrix, and non-robustness of estimation. To alleviate this problem, a new normalized estimation method is proposed in this work, which consists of a new data pre-normalizing step, followed by a standard DLT estimation, and in which the robustness and accuracy of the estimated homography are substantially enhanced. Our new method retains the traditional DLT's conceptual simplicity and computational efficiency. Extensive experiments with both simulated data and real images validated our method.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550