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针对增量式SFM算法过渡依赖初始图像的选择,重建时误差累积导致场景漂移且计算效率低的问题,设计了一种改进的加速KAZE特征提取的全局式SFM三维重建算法.首先通过增强特征接受阈值并构造非线性尺度空间来提取图像的特征,使用改进局部差分二进制MLDB描述符对特征进行描述;然后利用全局式SFM算法对整个场景的相机位姿进行估计,从而减小误差并减少光束法平差BA的使用次数,降低了算法的复杂度,大大提高计算效率;最后利用基于面元的多视立体匹配PMVS算法得到稠密重建结果.实验结果表明,同等条件下该方法能够得到更多的有效点对,计算效率约为增量式SFM算法的2倍,且特征匹配准确率提高5％,稠密重建的点云精度高,信息丰富且纹理清晰,是一种有效的三维重建方法. 相似文献
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为了提高基于无人机影像重建三维场景的效率,提出了应用广义迭代重加权最小二乘法的全局式三维重建方法。首先,介绍了广义迭代重加权最小二乘法的基本思想和具体步骤;接着,将全局旋转矩阵的求解转化为李代数中旋转向量的求解问题,利用结合范数优化和迭代重加权最小二乘的方法求出全局旋转最优解;然后,根据极线几何约束条件,解算相机在全局坐标系下的相对平移方向向量,在广义迭代重加权最小二乘架构下,利用二次规划法求出相机全局位置最优解;最后,对影像位姿参数和重构三维点进行光束法平差优化。实验结果表明该方法在提高重建效率的同时,能够更真实地恢复场景的几何形态。 相似文献
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针对现有SfM算法初始模型构建、关联影像递增不尽合理导致误差累积等问题，提出一种耦合单-多旋转平均迭代优化的低空影像SfM三维重建方法。首先，基于影像相对定向关系建立初始影像关联无向图，以多因素为依据构建最优增量决策函数锁定强关联影像。其次，利用顾及粗差的单旋转平均递增式添加强关联影像以扩充局部参考系下影像关联有向图，并采用四元数支持下无须物方点参与平差的多旋转平均迭代优化计算全局一致性旋转与平移矩阵最优解。最后，利用光束法区域网平差统一优化整个网络，得到精确的旋转与平移矩阵及物方点。试验结果表明，与现有低空影像旋转平均方法相比，本文方法能解算出更为精确的外方位元素和恢复出更为密集的三维物方点云，且相对于增量式SfM算法效率提升显著。 相似文献
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无序多视影像的三维重建对噪声非常敏感,错误的匹配关系会影响重建的精度,甚至直接导致重建失败。提出了一种稳健的批处理重建算法,首先利用回路闭合约束剔除可能存在误匹配的三视匹配元,然后以三视匹配元中的三焦张量约束代替传统算法的核线约束来计算所有影像旋转矩阵和相机中心位置的全局最优解。重建过程中引入高效的并查集算法来提取多视匹配点,并利用迭代线性三角形算法计算空间点的三维坐标。实验结果表明,所提算法在重建效率和计算精度方面都能取得较好的结果。 相似文献
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针对RANSAC算法在估计基础矩阵过程中需要人为设定阈值的问题,该文提出一种自适应阈值的基础矩阵估计算法。该算法首先引入ORSA算法,计算内点集以及基础矩阵,随后将得到的内点集与基础矩阵作为最小中值算法的初始值做进一步加权优化,在保证基础矩阵估计精度的前提下得到更好的内点集。其中,利用ORSA算法估计时通过计算误匹配警报数(NFA)值评判估计精度,舍去了RANSAC算法中人为设定阈值的步骤;利用最小中值算法加权优化的过程中采用最小化误差中值的方式,避免人为设定阈值。实验结果显示,该算法在保证基础矩阵估计精度的同时,能够获得最佳的内点集,且具有一定的抗噪声能力。 相似文献
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增量式运动恢复结构(ISFM)实现了无序影像的三维重建,在精细化建模、现实场景三维记录以及互联网影像三维重建等领域发挥了重要的作用。但增量式运动恢复结构方法仍存在稳健性差和精度低等方面的问题,常导致三维重建结果难以令人满意甚至三维重建失败,严重限制了增量式运动恢复结构技术的发展应用。本文提出了一种增强稳健性、提升精度的运动恢复结构方法。本文方法有如下3点贡献:①针对立体影像特征匹配结果误差点多的问题,提出了一种顾及特征响应值的参数自适应RANSAC方法,在有效剔除误匹配的同时,最大限度地保留了正确的匹配点;②设计了一种顾忌稳健性 相似文献
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针对传统摄影测量理论对航线规划、飞行姿态、影像重叠等航摄条件要求高,无人机高效保障优势不明显的问题,本文借助计算机视觉理论,提出了一种稳健的运动恢复结构（SFM）技术。首先,利用李代数旋转平均方法,将空间旋转关系的矩阵表达形式转换为向量的线性表达形式;然后,在最小二乘平差之前,引入L1范数进行迭代初值优化,求解全局一致性旋转参数;最后,将位移和旋转参数的坐标系进行统一,实现匹配点三维坐标计算。试验结果表明,本文基于全局式SFM的无人机影像三维重建技术较传统摄影测量方法解算精度更高,三维点云重建效果更佳。在差分GPS摄站坐标辅助的光束法平差下,点位测量精度优于0.3 m;在不同航线布设条件下,影像解算的成功率均可达100%。 相似文献
8.
针对从影像恢复摄像机相对位姿的问题,提出了一种基于李群表示的本质矩阵快速分解的位姿估计算法。通过加权最小二乘方法优化了本质矩阵;利用本质矩阵和平移向量的关系求出了平移向量;由本质矩阵和位姿参数的等式关系建立目标函数,基于姿态的李群表示推导了旋转矩阵迭代估计过程;优化了唯一解确定的约束条件,避免了特征点的三维重建。仿真实验和真实图像实验表明提出的算法精度和鲁棒性均优于传统算法,算法效率得到明显提高。提出的算法避免了矩阵奇异值分解运算和大量的矩阵计算,而且只需对两组解进行唯一解确定,能够实现相对位姿的快速高精度估计。 相似文献
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《测绘科学》2020,(5)
针对传统方法难以直接用大规模测量范围的移动球形全景影像较好地实现三维重建的问题,该文提出基于GPS改进的三维重建方法。采用增量式运动恢复结构算法,基于GPS改进了影像匹配,场景初始化和光束法调整等主要步骤,较好地加快了影像匹配速度,实现大规模影像数据集的EG图的有效构建;减少了两两匹配的误差对初始位姿估计的影响,实现更快更好的模型重建;采用基于GPS位置信息加权的光束法调整优化影像位姿和场景模型,实现三维重建尺度的准确恢复。实验结果表明,本文方法不仅有效地解决了传统增量式运动恢复结构算法在大规模重建过程中丢失影像的问题,还显著地提高了位姿估计效率,并且合理地优化了场景重建效果。 相似文献
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针对无人机拍摄的大数据量大倾角影像三维重建,为获取影像的相对位姿,解决影像相对定向迭代不收敛、鲁棒性低等问题,提出了一种基于全局一致性优化的无人机相对定向方法。通过对增量式相对定向算法全局一次性平差优化改进,得到影像的高精度位姿信息。实验表明,该方法进行相对定向的效率与精度得到明显提高,并具有较好的鲁棒性。 相似文献
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针对当前大规模影像运动恢复结构中并行式光束法平差收敛性差、精度低的问题，该文提出了一种融合运动平均优化的并行式光束法平差方法。该方法将大规模影像间的匹配关系表示为共视图，利用图分算法将整个区块分为多个子区块，并对各子区块进行快速局部光束法平差；图分后，将各子区块作为顶点构建子区块聚类图；在聚类图上利用运动平均优化，获得各子区块的全局旋转和全局平移参数，同时保持子区块内部的刚体结构和不同子区块间的几何相关性；最后，融合各子区块的重叠区域得到完整场景，实现对整个区块的平差优化。使用大规模无人机影像和地面近景影像数据进行实验，结果表明，相比传统方法，该文方法计算效率提高了10倍；相比当前的并行式方法，该文方法在精度、收敛性和计算时间方面都有明显提高。 相似文献
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针对大场景考古挖掘现场的三维重建情况,选取半全局匹配策略作为研究基础,设计了一种基于附加控制点约束的半全局匹配算法进行序列影像密集匹配。将稀疏匹配中的特征提取和匹配技术用于提取初始特征,并由这些初始特征转化的同名特征点,生成视差空间影像中的视差控制点,以此作为一种可靠的约束,提高其密集匹配的精度。同时,采用影像分块的策略,将原始大核线影像分成若干对小核线影像,进行密集匹配,以达到提高计算效率,改善计算结果的目的。实验证明,该方法可实现大面积考古挖掘现场的快速三维重建,并且能够在进行文物形态三维重建的同时获取挖掘现场文物分布的正射影像平面图,为准确记录挖掘现场文物分布位置及考古发掘、调查及遗址保护规划编制等提供科学依据。 相似文献
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一种基于去混叠影像配准方法的POCS超分辨率序列图像重建 总被引：4，自引：0，他引：4
简要介绍超分辨率重建的原理和数学模型,采用一种新的超分辨率重建算法,这种算法通过去除低分辨率影像由于欠采样而产生的频率混叠部分以及频率中心的部分低频,来实现图像的精确配准;在计算旋转角度时,通过在图像中心建立极坐标系,求取设定角度精度范围内关于幅度谱的函数,将2维的相关函数转换成1维相关,大大提高计算效率;最后该算法采用POCS方法进行序列图像的高分辨率重建。实验仿真结果表明该算法具有良好的配准精度和超分辨率重建效果,具有良好的应用价值。 相似文献
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提出了一种单视影像下的人脸快速三维重建方案,能够对非可控条件下获取的单幅人脸图像进行有效、快速的三维重建。在三维人脸重建阶段,提出了一种特征动态选择策略,针对待重建人脸图像动态选择合适的2D-3D特征变换子空间,在保证执行效率的同时能显著提高三维人脸模型的重建精度。实验证明,本方法不仅简洁高效,而且对人脸姿态和光照变化具较好的鲁棒性,在WHU-3DFaceData数据库上取得了理想的重建效果。 相似文献
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通过对无人机TIN数据三角面特行分析,总结出三角面水平特征、高程特征和平面特征。对这些特征进行定量语义描述,应用于马尔科夫随机场模型,并通过阈值法后处理,实现无人机影像3D重建。实验证明,增加语义表述的马尔科夫随机场模型三维重建,具有较高的精度、效率和普适性。3D重建后模型与原始数据具有较高的吻合度,不存在悬挂扭曲情形,运算效率大幅提高,约为传统方法效率的3倍,且该法对低矮物体分类具有较高敏感度。 相似文献
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针对无人机影像分辨率高、数据量大导致稀疏重建效率低的问题，提出了一种减少影像匹配对数量、提高外点剔除效率的算法。首先利用无人机飞控数据、相机安装角计算影像的粗略POS（positioning andorientation system）信息；然后基于拓扑连接分析设计了最大生成树算法（maximum spanning tree expansion，MST-Expansion），最大程度地降低影像配对数；考虑到初始匹配的高外点率，设计了分层运动一致性约束（hierarchical motion consistency constraint，HMCC）算法，提高几何验证算法的效率。4组不同倾斜设备采集的无人机影像的实验结果说明，该方案能够在保证重建精度的前提下，实现无人机倾斜影像高效和稳健的稀疏重建。 相似文献
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基于影像的三维重建技术是获取地形数据的新方法,其重建效果很大程度上取决于影像的特征检测方式.为探究不同特征检测方法对地形三维重建的影响,本文选取SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)和ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征检测算法,采用增量式运动恢复结构(Structure from Motion,SfM)、多视角密集匹配(Clustering Views for/Patch-based Multi-view Stereo,CMVS/PMVS)、自然邻域插值等方法生成区域地形点云和数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),比较分析二者在地形重建中的适用性,结果表明:SIFT生成点云分布均匀,DSM的MRE为2.56％,RMSE为6.36 m,适用于全局的地形三维重建;ORB重建速度快,生成DSM的MRE为2.35％,RMSE为5.17 m,适用于快速的地形三维重建. 相似文献
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高光谱影像波段众多且相关性强，导致分类存在信息冗余且计算量较大。提出了可分离非负矩阵分解方法来选取高光谱影像的代表性波段子集，在保证分类精度的同时降低计算量。该方法假设高光谱影像的波段集合具有可分离特性，改进传统非负矩阵分解模型，将波段选择转换为可分离非负矩阵分解问题，采用迭代投影方法来依次选取能够非负线性表达其他波段的代表性波段。在此基础上，利用两个公开高光谱数据集对比几种主流方法，采用定量评价和分类精度指标来综合评价所提的波段选择方法的效果。实验结果表明，可分离非负矩阵分解方法的分类精度高于其他几种方法，而且计算效率排名第2，能够选取合适的波段子集以满足高光谱遥感的应用需求。 相似文献