视觉基础矩阵估计方法的性能比较与分析_蔡涛视觉基础矩阵估计方法的性能比较与分析_蔡涛.pdf

第 36 卷 　第 12 期 计 算 机 科 学 Vol . 36 No . 12 2009 年 12 月 Co mp ut er Science Dec 2009 视觉基础矩阵估计方法的性能比较与分析 1 1 2 蔡 　涛 　段善旭 　李德华 (华中科技大学电气与电子工程学院　武汉 430074 ) 1 (华中科技大学图像识别与人工智能研究所 　图像信息处理与智能控制教育部重点实验室 　武汉 430074) 2 　 摘 　要 　基础矩阵描述了单个场景的2 幅视图之间的对应关系 ,在计算机视觉领域中扮演着极其重要的角色 。首先 讨论了三维视觉系统中的极线几何理论 ,随后论述了几类基础矩阵的估计方法 ,并对这些方法作了详细的比较和评 ) 价 ,最后实现了各种算法且使用仿真数据以及真实图像数据对各自的性能作了分析和总结 。比较结果说明: 1 如果图 像特征点定位精确并且匹配无误 ,则线性方法的结果相当好 ;2) 迭代算法可以解决定位的高斯噪声 ,但是当数据存在 错误匹配时 ,性能很差 ;3) 鲁棒算法能够同时解决定位误差和误匹配两类问题 。此外 ,模拟实验和真实图像实验的结 果表明 ,基于特征分析的正交回归最小二乘法的计算结果优于经典的线性最小二乘法 。 关键词 　计算机视觉 ,极线几何 ,基础矩阵 ,鲁棒估计 , 图像匹配 中图法分类号 　TP242 . 6 + 2 　　　文献标识码 　A 　 Perf ormance Comparison and Analysis of Fundamental Matrix Estimating Methods f or Computer Vision Appl ications CA I Tao 1 　DU AN Shanxu1 　L I Dehua2 ( College of Elect rical Elect ronic Engineering , Huazhong U niver sit y of Science and Technology ,Wuhan 430074 ,China) 1 ( St at e Education Commi ssion Key L aboratory for Image Processing and Int elligent Cont rol ,In stit ut e for Pat t ern Recognition and Artificial Int elligence , Huazhong U niver sit y of Science and Technology ,Wuhan 430074 ,China) 2 　 Abstract 　The fundament al mat rix ( F mat rix) relat es corresponding point s acro ss two different viewpoint s and defines t he ba sic relation ship between any two images of t he