基于计算机视觉的普适性三维重建方法

一、简介

目前实际应用中的三维重建方法都对结构光源有所依赖,受光源投射强度的限制,得到实际应用的三维重建方法都对重建距离或重建条件有所限制,这就限制了三维重建方法在景观、战场、古建筑等大视场重建中的应用。例如,2010年微软推出的结构光三维重建产品Xbox360利用红外不可见结构光进行三维重建,其重建距离不超过10米,且只能在室内进行使用;三维激光扫描仪利用激光进行测距,重建距离不超过1米;TOF摄像机,其工作原理于雷达相似,利用微波的飞行时间计算出场景的景深,其重建距离不超过50米,且分辨率和重建精度都比较低。

本成果主要研究从二维数字图像中获取景物的三维信息的自动化方法,提供了一种非特定场景三维重建方法,该方法可不受场景距离的限制,从而满足大规模场景重建应用的需要。

二、成果技术要点描述

该成果提出一种用于普适性三维重建的固化4目摄像机阵列方法,如图1所示,同时成果给出了针对这种摄像机阵列的密集点云三维重建软件算法。目前基于3Dmax渲染图像的重建实验表明,该方法可在不调整算法内部参数的情况下,实现对简单场景和复杂真实场景的普适性三维重建。

同时,该成果还提出一种适用于上述阵列的任意点图像配准算法。

3D_reconstruction_1

图1 τ阵列方法的摄像机排列

三、重建效果

场景1是一个来自互连网的室内装修效果场景,场景中包含光照、阴影、非规则物体、远景和近景。实验图片分辨率为1600×1200。重建结果如图2(a),(b)所示:

3D_reconstruction_2_a

(a) 基摄像机原始视角漫游效果

3D_2_b

(b) 基于计算机视觉的普适性三维重建方法
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