[發(fā)明專利]一種基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810224348.3
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN101383054A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬祥音;英向華;查紅彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張國良

1.一種基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：將三維掃描數(shù)據(jù)分割為一系列點(diǎn)集，平面擬合所得點(diǎn)集；

S2：將屬于每一個(gè)空間平面的三維點(diǎn)分別投影到兩幅圖像上，擬合對應(yīng)于該空間平面的視差層；

S3：通過立體匹配找出主圖像中各個(gè)像素點(diǎn)所屬的空間平面；所述立體匹配方式是：采用將圖像塊分割為顏色塊，并計(jì)算每個(gè)顏色塊所屬視差平面；

S4：通過在圖像平面進(jìn)行采樣并反投回三維空間，在掃描數(shù)據(jù)缺失區(qū)域添加三維頂點(diǎn)，得到最終的網(wǎng)絡(luò)模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述方法在步驟S1之前還包括步驟：

SA：對二維圖像和掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，選取對應(yīng)的三維點(diǎn)和像素點(diǎn)，求出相機(jī)內(nèi)參數(shù)以及對應(yīng)于掃描數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)平移參數(shù)；以及

SB：對立體圖像進(jìn)行極線校正，并記錄校正之后的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述步驟S1中，將三維掃描數(shù)據(jù)分割為一系列點(diǎn)集之后，先合并共面的點(diǎn)集，并去掉不可靠的點(diǎn)集，然后再平面擬合所得點(diǎn)集。

4.如權(quán)利要求3所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述不可靠的點(diǎn)集為頂點(diǎn)數(shù)目少于一定閾值的點(diǎn)集。

5.如權(quán)利要求1所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述步驟S2中采用迭代的最小二乘方法進(jìn)行擬合。

6.如權(quán)利要求1所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，通過建立并求解能量函數(shù)來計(jì)算每個(gè)顏色塊所屬視差平面。

7.如權(quán)利要求6所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述能量函數(shù)為：

E(f)＝E_data(f)+E_smooth(f)

其中，E_data為數(shù)據(jù)項(xiàng)，E_smooth為平滑項(xiàng)，C_occlude與C_threshold為常數(shù)，其?值取決于具體圖象對；S₁、S₂表示相鄰顏色塊，borderlength(S₁，S₂)表示兩個(gè)顏色塊之間的公共邊界長度，λ為常數(shù)，當(dāng)f(S₁)≠f(S₂)時(shí)δ(f(S₁)≠f(S₂))＝1，否則δ(f(S₁)≠f(S₂))為0；f是標(biāo)記函數(shù)，將每一個(gè)顏色塊映射到某個(gè)特定的平面視差層，S是主圖像中的顏色塊集合，d表示像素(x，y)對應(yīng)的視差，S₁，S₂∈NB表示s₁，s₂為兩個(gè)相鄰的顏色，I₁，I₂分別代表兩幅圖像中的顏色值。

8.如權(quán)利要求7所述的基于圖像與掃描數(shù)據(jù)的混合三維重建方法，其特征在于，所述能量函數(shù)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)為：

其中當(dāng)f(S)≠0時(shí)，d_offset＝|d(f)-d_initial|，；否則d_offset＝d_dis；d_initial為之前得到的視差值，ω、d_dis為常數(shù)。