基于图像点特征的多视图三维重建

前言
第1章 绪论
  1.1 研究背景与意义
    1.1.1 研究背景
    1.1.2 研究意义
  1.2 多视图三维重建的研究现状
    1.2.1 图像特征点检测和匹配
    1.2.2 基于图像的稀疏三维重建
    1.2.3 多视图稠密匹配与三维重建
    1.2.4 多视图水下三维重建
    1.2.5 多视图几何中常用的优化方法
  1.3 本书主要内容与组织
    1.3.1 本书主要内容
    1.3.2 本书内容组织
第2章 多视图几何及多视图三维重建基础
  2.1 简介
  2.2 射影空间及透视成像基础
    2.2.1 射影空间点和平面的表示
    2.2.2 射影空间直线的表示
    2.2.3 透视相机模型
    2.2.4 透视相机成像过程
  2.3 两视图几何及基本矩阵估计
    2.3.1 对极几何与基本矩阵
    2.3.2 定标视图基本矩阵计算
    2.3.3 非定标视图基本矩阵估计
  2.4 多视图三维重建及其优化问题
    2.4.1 射影多义性
    2.4.2 度量三维重建
    2.4.3 多视图三维重建优化问题
  2.5 本章小结
第3章 图像点特征检测及多视图匹配
  3.1 简介
  3.2 点特征定位与描述
    3.2.1 图像点特征概述
    3.2.2  Harris点特征检测
    3.2.3  SIFT点特征检测
    3.2.4  SIFT点特征描述子
  3.3 两视图点特征匹配
    3.3.1 两视图匹配基本策略
    3.3.2 鲁棒的两视图点特征匹配
    3.3.3  RANSAC迭代次数的确定
  3.4 多视图点特征匹配
    3.4.1 高维空间快速近邻搜索
    3.4.2 快速多视图点特征匹配
    3.4.3 多视图点特征匹配测试
  3.5 本章小结
第4章 多视图三维重建相关优化方法基础
  4.1 简介
  4.2 非线性*小二乘优化方法
    4.2.1 非线性*小二乘问题描述
    4.2.2 高斯一牛顿迭代法
    4.2.3 莱文伯格一马夸特迭代法
  4.3 凸优化理论及方法
    4.3.1 凸优化的基本概念
    4.3.2 凸优化问题描述
    4.3.3 凸优化问题求解的牛顿法
    4.3.4 凸优化问题求解的内点算法
  4.4 随机优化理论及方法
    4.4.1 差分进化迭代过程
    4.4.2 差分进化的终止条件
    4.4.3 混合优化策略
  4.5 本章小结
第5章 非定标视图直接三维重建建模与优化
  5.1 概述
  5.2 传统两视图三维重建方法简介
  5.3 直接三维重建问题的建模
    5.3.1 相机矩阵参数化
    5.3.2 图像特征点对应坐标修正
    5.3.3 图像对应外点剔除
    5.3.4 施加Cheirality约束
    5.3.5 带约束优化问题
  5.4 直接三维重建问题的求解
    5.4.1 全局优化流程及基本操作
    5.4.2 试验向量评价与比较
  5.5 实验结果与分析
    5.5.1 合成数据实验
    5.5.2 真实数据实验
  5.6 本章小结
第6章 定标视图直接三角化建模与优化
  6.1 概述
  6.2 传统多视图三角化方法简介
  6.3 鲁棒的噪声尺度估计
    6.3.1 对极转移中不确定性的传播
    6.3.2 基于残差一致性的噪声尺度估计
  6.4 三维重建中结构边界的计算
    6.4.1 图像对应内点子集筛选
    6.4.2 三维结构误差边界计算
  6.5 鲁棒的全局*优多视图直接三角化
    6.5.1 多视图直接三角化问题建模
    6.5.2 基于混合优化的问题求解
  6.6 实验结果与分析
    6.6.1 合成数据实验
    6.6.2 真实数据实验
  6.7 本章小结
第7章 基于折射相机模型的水下三维重建
  7.1 概述
  7.2 折射相机成像模型
    7.2.1 后向投影的解析计算
    7.2.2 前向投影的解析计算
    7.2.3 折射椭圆与折射深度
  7.3 已知旋转参数的水下三维重建
    7.3.1 全局*优水下已知旋转问题建模
    7.3.2 鲁棒的水下已知旋转问题建模
  7.4 未知旋转参数的水下三维重建
    7.4.1 基于混合优化的水下相机定标
    7.4.2 稀疏与稠密水下三维结构估计
  7.5 实验结果与分析
    7.5.1 合成数据实验
    7.5.2 合成渲染图像实验
    7.5.3 真实数据实验
  7.6 本章小结
第8章 水下三维重建折射补偿理论与验证
  8.1 概述
  8.2 折射变形及其补偿理论分析
    8.2.1 折射变形的理论分析
    8.2.2 基于透视相机模型的折射变形补偿
  8.3 折射补偿实验设计
    8.3.1 水下图像采集装置
    8.3.2 测试数据集
    8.3.3 三维重建及性能评估
  8.4 实验结果与分析
    8.4.1 合成数据实验
    8.4.2 真实数据实验
  8.5 本章小结
第9章 总结与展望
  9.1 本书内容总结
  9.2 研究工作展望
参考文献
符号表
术语英汉对照表
彩图