题目：增强虚拟环境中相机注册与场景结构建模技术研究

    增强虚拟环境技术是虚拟现实的重要分支之一，它将真实世界中的对象信息叠加显示在三维虚拟场景中，降低了三维建模的工作量，并利用对象的真实图像提高虚拟场景的可信度。本文对增强虚拟环境中相机注册与场景结构建模技术进行研究，主要包括三个方面的研究内容。
    提出直线集优化的相机标定算法。对图像中提取到的直线集使用迭代拟合算法作优化处理，增加平行线特征所占比重。使用一维K-Means聚类器对优化后的直线集作聚类，得到一个初始直线分组，采用 EM迭代算法优化该直线分组。根据求得的直线分组求解图像中消失点特征，完成相机标定。 
提出单幅图像的交互式场景结构建模算法。该算法以图片中提取得到的直线特征为基础，加上少量的人工交互式操作，实现图像场景结构提取。通过用户交互输入得到图像中图元信息，将图元转换为三维空间中对应体元，并使用场景图来组织生成的体元。根据场景图生成三维场景结构模型数据，计算图像与三维场景结构模型数据的对应关系，实现二维图像的三维显示。
    提出直线特征对齐的相机注册算法，将不同相机注册到同一个三维虚拟场景中。该算法在单幅图像场景结构建模基础上，通过直线特征对齐方式将局部三维虚拟环境和统一三维虚拟环境进行关联，将单幅图像下场景结构建模操作扩展到多幅图像。
    在以上工作基础上，设计实现相机注册与场景结构建模原型系统，该系统由建模工具及三维虚拟场景管理工具两个部分构成。通过建模工具可以从相机拍摄得到图像数据出发，构建出相应的三维场景结构，并通过相机注册算法将该三维场景结构注册到已有的虚拟环境中，实现二维图像数据与三维模型数据的融合显示。