基于条纹结构光的深度获取研究-电路与系统专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期: 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 （必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定） 本学位论文属于必威体育官网网址，在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 日期: 导师签名： 日期: 万方数据 万方数据 摘要 I 摘要 随着计算机视觉相关领域的蓬勃发展，利用三维信息来理解各种场景变得越 来越重要，其中深度数据的获取是必不可少的，快速、高精度、稠密的深度数据 的获取是现阶段的研究重点。但是已有的方法或者能够在牺牲效率的情况下获取 高精度的深度数据，或者在牺牲精度的情况下高效率的获取深度数据。 本文提出了两种基于条纹结构光的深度获取方法。第一种使用黑白条纹模板， 该模板中黑白条纹依照 De Bruijn 序列进行编码，以保证译码简单快捷。为了获取 高精度的稠密深度数据，本文引入相位差匹配算法。该匹配算法能够保证图像中 每个像素实现亚像素级匹配。另外，由于深度数据在区域边缘处误差较大，本文 采用同一连续区域内深度数据的连续性对深度数据再优化处理。实验证明，对于 场景中包含大面积连续区域的情况下能够快速获取高精度深度数据，但是当场景 中含有过多小面积目标时，该方法失效。因此，本文提出第二种基于随机模板的 方法。该随机模板中各列白色像素点的密度是周期的，对该模板积分后是周期信 号，本文在匹配算法方面仍然选用相位差法，以保证匹配精度为亚像素级。该方 法相比于第一种方法的优势在于当场景中含有大量条状区域时，可以使用区域相 关匹配算法对匹配结果进行改进，最终保证深度数据的高精度。除此之外，第二 种方法与其他全局有哪些信誉好的足球投注网站的区域相关匹配算法相比，所得深度数据的精度更高，计 算量大幅度减少，更容易满足实时性要求。 实验结果显示，该方法对硬件要求较少，所得数据精度较高，计算时间短， 满足实时性要求。 关键词： 深度数据获取 条纹结构光 相位差匹配算法 区域相关匹配算法 II 基于条纹结构光的深度获取研究 Abstract III Abstract With the development of computer vision, the understanding of 3D scenes is of increasing importance and depth acquisition is indispensable. Therefore, how to acquire dense and accurate depth map at a high speed is a key research topic. The present methods can measure either precise depth values with low efficiency or rough and real-time depth values. We propose two depth acquisition methods based on stripe structured light. The pattern used in the first one is black and white stripe pattern and is encoded with De Bruijn sequence which is easy to decode. To acquire precise and dense depth map, we choose phase-difference based matching which achieves sub-pixel matching. In addition, since the errors along the edge of depth map