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硕士学位论文 基于半全局优化的多视影像匹配方法与应用 Multi-View Image Matching Method Based on Semi-Global Optimization and its Application 专 业: 测绘科学与技术 作 者: 导 师: 李志伟教授 教授冯光财讲师 中南大学地球科学与信息物理学院（测绘遥感系） 年月 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 基于半全局优化的多视影像匹配方法与应用 摘要：覆盖同一区域的大重叠度影像为影像匹配提供大量的冗余信息，因此多视影像匹配成为数字摄影测量的研究热点。多视影像重叠度高特点，因此，如何在匹配过程中充分利用多视影像的冗余信息，是多视影像匹配的关键。针对影像匹配可靠性问题，本文提出两种基于半全局优化的多视影像匹配方法，在获取密集匹配点云的基础上，对三维重建进行了研究。本文主要研究内容如下： 针对断裂遮挡、纹理单一及纹理缺乏等匹配困难区域，本文提出一种基于像方串点的半全局多视影像匹配方法。通过对所有已校正的立体像对进行半全局约束立体影像匹配，根据所有立体像对得到的同名点通过传递追踪的方法实现多视影像串点，然后利用多片前方交会迭代优化实现匹配结果在物方的融合，形成一个整体的匹配结果。多视影像匹配具有较大的匹配冗余，可以提高匹配的可靠性，同时多片前方交会迭代优化有利于提高交会精度，为后续三维建模提供密集可靠的点云。 针对单立体匹配模式在遮挡区域容易产生歧义性匹配，且在纹理单一及纹理缺乏区域容易产生“多义性”匹配问题，本文提出一种基于物方几何约束的半全局多视影像匹配方法。根据影像的成像关系，在物方几何约束下引导多视影像同时进行匹配，通过半全局优化方法减少错误匹配。采用由粗到精的金字塔影像匹配策略，利用低分辨率影像匹配结果约束高分辨率影像匹配，实现匹配传播，减少由于匹配模糊导致的错误匹配，同时有利于减少内存消耗以及降低计算复杂度。 在获取密集可靠的点云基础上，利用Possion表面重建重构场景几何拓扑结构，并将对应影像的纹理映射到三维模型上，获取具有真实感的场景模型。 本文提出两种基于半全局优化的多视影像匹配方法，其理论、算法和有关试验使用Visual Studio 2010实现。有关试验结果证明本文方法能为三维建模提供密集可靠的三维点，为高精度三维重建提供一条可靠的途径。 关键字：多视影像匹配；半全局约束立体影像匹配；几何约束匹配；三维建模 分类号： A Multi-View Image Matching Method Based on Semi-Global Optimization and its Application Abstract：he images with high overlap covering the same area provide a large number of redundant information for image matching, thus multi-view image matching becomes the research hotspot in the field of digital photogrammetry. Multi-view images have high overlap, so how to fully use the multi-view images’ redundant information in matching process, is the key to multi-view image matching. Aiming at reliable image matching, this dissertation proposes two kinds of m