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基于图片序列的三维重建技术研究
作 者 : 徐海洋
学位授予单位 : 华中科技大学
学位名称 : 硕士
导师姓名 : 陶文兵
学位年度 : 2015
关键词 : 计算机视觉;特征匹配;三维重建;运动恢复结构


摘 要 : 随着计算机视觉技术的发展和成熟,越来越多的应用领域,例如:建筑可视化、古文物展示、辅助医疗、三维立体电影、电脑游戏产业以及虚拟现实等需要获得真实物体的高清、照片级别的真实感三维模型。基于图片序列的三维重建是一种低成本、易操作三维模型的技术路线,使用这种技术,用户可以使用任何常见的手持消费级相机围绕物体进行拍摄,从这一组随意拍摄的图片序列,可以重建出相机的运动位置以及有纹理的场景三维模型。针对基于图像三维重建技术的特点以及存在的难点,在如下几个方面开展了研究:第一,大尺度图像特征提取框架,在对大图像进行特征提取时使用图像分块,把一个超大分辨率的图像按s×s的大小分成一个个有重合的子区域进行并行的特征提取,然后根据子区域特征点位置进行排序和过滤,进行特征点去重,得到一个可以使用普通计算机进行超大图像的特征点提取的解决方案。第二,基于图像的三维重建流程中,当图像数据集增大到一定规模的时候,直接进行两两匹配的时间消耗变得不可接受。只有有效地相关联的图像匹配才会对重建做出贡献,对无效的图像对的匹配计算是无用功的。提出了构建全局的哈希编码,有效的过滤无效匹配对,提高了大规模图像集合匹配的效率。第三,构建了一套低成本三维重建系统,对基于图像的运动恢复结构三维重建技术:图像特征点提取、特征点匹配、相机标定与姿态估计、三角定位、集束调整、点云稀疏重建、稠密点云重建、网格化及纹理映射各个步骤的算法和原理进行了研究和分析,在现有基础上实现了一个从图片到模型生成的完整系统。

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