攝影測量與計算機視覺的聯絡與區別

2021-05-22 12:11:57 字數 1596 閱讀 6377

攝影測量是測繪學科的乙個分支,它是對由攝影機提取的影像(二維)進行量測,測定物體在三維空間的位置、形狀、大小、乃至物體的運動。攝影測量在近百年的歷史中經歷了:模擬、解析與數字攝影測量三個階段。

當被測物體的尺寸或攝影距離小於

100公尺

時的攝影測量稱之為近景攝影測量(

close-range photogrammetry

)。隨著數字感測器技術的發展,尤其是

ccd器件和

cmos

器件的迅速發展,利用

ccd(

或cmos)

像機不需要膠片就可直接獲得被測物的數字影像,這種直接基於數字影像的進京攝影測量稱為數字近景攝影測量(

digital close-range photogrammetry

)。計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二維影象認知三維環境資訊的能力,這種能力將不僅使機器感知三維環境中物體的幾何資訊,包括它的形狀、位置、姿態、運動等,而且能對它們進行描述、儲存、識別與理解。

由此可知,數字近景攝影測量與計算機視覺(特別是立體視覺)在研究內容和目標上十分相近。數字近景攝影測量關注的是幾何量的量測資訊(物體的位置、大小和形狀等);計算機視覺也需要量測資訊,但其更為關注的是對物體進行描述、識別和理解。因此,數字近景攝影測量和視覺測量(或檢測)所關注的是完全一致的。

事實上,數字近景攝影測量與計算機視覺(測量)的理論基礎是一致的,二者都是針孔成像原理(像點、鏡頭中心和物點共線)的具體應用。但由於各自學科的歷史、研究內容和側重點的不同,在具體的諸多方面又存在著差異,主要表現在以下幾個方面:

⑴出發點不同導致基本引數物理意義的差異:攝影測量中的外部定向是確定影像在空間相對於物體的位置與方位(將物體先平移再旋轉),而計算機視覺則是物體相對於影像的位置與方位來描述問題(將攝像機先旋轉再平移)。

⑵由於兩者不同的出發點導致基本公式的差異:攝影測量中最為基本的是共線方程,而視覺測量中最為基本的公式是用齊次座標表示的投影方程。

⑶數學處理演算法的不同:攝影測量淵源於測繪學科,基於非線性迭代的最小二乘法平差求解貫穿於數字近景攝影測量的全過程,而計算機視覺強調矩陣分解,總是設法將非線性問題轉換為線性問題,盡可能避免求解非線性方程。

儘管數字近景攝影測量與計算機視覺有這樣、那樣的差異,但在最近

20年的發展過程中,學科間的交流逐步增加(相互參加、協助召開學術會議並出版**集,如

isprs

、spie

等),兩者的學科交叉越來越多。數字近景攝影測量中的許多基本概念與方法來自影像處理與計算機視覺(如數字影象處理的某些演算法、編碼標誌的自動識別);反過來,攝影測量中的一些特色理論和方法又為視覺測量所採用(如整體光束法平差演算法、像機自標定原理和方法等)。為此,攝影測量界的學者早就開始思考和把握這種態勢。也正是學科間這種共同的理論基礎、類似的處理方法和基於數字影象量測技術的固有特徵,所以在文獻中常常是可以互換使用這些術語,如計算機視覺(

computer vision

)、機器視覺(

machine vision

)、機械人視覺(

robot vision

)、數字近景攝影測量(

digital close-range photogrammetry

)和視覺測量(

vision inspection)

計算機視覺與攝影測量

相同點 理論基礎都是針孔成像 像點,鏡頭中心,物點共線 區別 1 出發點不同導致基本引數物理意義的差異 攝影測量中的外部定向是確定影像在空間相對於物體的位置與方位,而計算機視覺則是物體相對於影像的位置與方位來描述問題。2 由於1中不同的出發點導致基本公式的差異 攝影測量中最為基本的是共線條件方程而視...

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