[發明專利]單幅圖像的三維場景重建方法

有效

• 申請號: 200910242416.3
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101714262A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 王亦洲;張哲斌;高文
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳;毛燕生

1.一種單幅圖像的三維場景重建方法，其特征在于，包括以下 步驟：

圖像輸入步驟，輸入圖像序列中的各幅圖像；

特征提取步驟，從所述圖像的場景中提取特征，基于提取 的特征進行場景分類、物體識別，從而獲取場景語義信息，同 時基于所述提取的特征進行單目幾何信息的提取，并獲得單目 幾何信息；

物體檢測步驟，在從圖像的場景中提取特征的同時，利用 分類器在所述每一幅圖像中標注其內含的各類型物體，并參照 所述場景分類進行物體檢測；所述分類器是針對物體識別和物 體部件識別訓練得到的，并加入場景分類作為約束條件；

三維圖形基元模型選擇步驟，根據標注的所述各類型物 體，從三維模型數據庫中選取三維圖形基元模型；以及

場景三維模型生成步驟，根據所述場景語義信息、所述三 維圖形基元模型和所述單目幾何信息進行場景三維模型的推 理和驗證，從而生成最終的場景三維模型。

2.根據權利要求1所述的單幅圖像的三維場景重建方法，其特征 在于，在所述物體檢測步驟和所述三維圖形基元模型選擇步驟 之間還包括物體部件檢測步驟，基于所述物體檢測的結果，對 所述物體部件進行檢測，其中，在所述三維圖形基元模型選擇 步驟中，根據所述物體檢測以及所述物體部件檢測的結果選擇 所述三維圖形基元模型。

3.根據權利要求2所述的單幅圖像的三維場景重建方法，其特征 在于，在所述特征提取步驟中，利用所述圖像的場景中上下文 相關圖像以及自底向上和自頂向下的推理方法對所述場景語 義信息進行層次化的描述，將所述圖像的場景描述為場景類別 層、物體層、物體部件層和圖像特征層四個層面。

4.根據權利要求3所述的單幅圖像的三維場景重建方法，其特 征在于，在對所述場景的語義信息的層次化描述中，基于場景 分類、物體識別獲取圖像的所述場景語義信息，同時使用所述 場景中各種組成部分的上下文關系，即先驗模型，以強化語義 信息，并對所述場景語義信息進行約束。

5.根據權利要求3所述的單幅圖像的三維場景重建方法，其特 征在于，使用馬爾可夫隨機場來描述所述物體層和所述物體部 件層中各個元素之間的空間關系和語義關系，使用上下文無關 文法對各層之間元素的包容關系或者依屬關系進行建模，以形 成由基本像素信息到圖像特征信息、物體部件信息、物體類別 信息、場景類別信息的統一描述。