[發(fā)明專利]基于移動(dòng)設(shè)備的三維重建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210224497.6
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN102831637A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王崇文;黃宏旺
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備上，涉及一種三維重建方法。

背景技術(shù)

三維重建作為人類視覺研究的主要目標(biāo)，是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。它主要是采用一定的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)三維物體的形狀建模。隨著Marr的視覺計(jì)算理論的推動(dòng)，三維重建獲得了突破性的進(jìn)展，涌現(xiàn)出了許多實(shí)質(zhì)性的算法和重建方式，例如直接測量距離的方法、間接重建深度的方法等。其中基于二維圖像的三維重建，由于低成本、建模方便、繪制快速等特點(diǎn)，被人們廣泛推崇使用，其中最具代表性的三種方法是：基于側(cè)影輪廓線重建幾何模型、采用立體視覺方法重建幾何模型、基于區(qū)域匹配的建模方法。

一直以來，利用廉價(jià)的設(shè)備自動(dòng)的得到真實(shí)物體的3D模型的技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域都有著非常重要的意義。如今手機(jī)移動(dòng)設(shè)備的快速發(fā)展，無論是硬件還是軟件都有了質(zhì)的飛躍，這也使得三維重建應(yīng)用到上面成為了一種可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明給出了一種基于移動(dòng)設(shè)備的三維重建方法，針對(duì)于具有Android操作系統(tǒng)的手機(jī)移動(dòng)設(shè)備。

該基于移動(dòng)設(shè)備的三維重建方法，包括以下步驟：

第一步：選取光源、將手機(jī)屏幕的背景按照上、下、左、右的順序設(shè)置為白色，一個(gè)位置設(shè)置為白色時(shí)對(duì)應(yīng)的另外三個(gè)位置為黑色；

第二步：順序切換光源、拍攝物體的N張圖片{I_j:j＝1...N}，并且每一張圖片都是在不同的光源環(huán)境L_j下進(jìn)行拍攝，那么屏幕上每個(gè)像素點(diǎn)在當(dāng)前拍攝的第j張圖片的情況下，采用如下公式來確定顯示白色或者黑色：Lj(x,y)=sign(x·cos(2πjN)+y·sin(2πjN))]]>

其中sign()值為-1時(shí)代表黑色，為1時(shí)代表白色，并且屏幕的中心為（0，0），坐標(biāo)x，y根據(jù)此來進(jìn)行排列，確定在拍攝第一張圖片的情況下，屏幕的左半部分背景為白色，右半部分背景為黑色；

第三步：采用Lambertian散射模型計(jì)算物體表面法向值；

3.1指定每幅圖像的分辨率為M×N像素，并且亮度值表示為

I＝(I₁,I₂,I₃)，每幅圖像對(duì)應(yīng)的光源方向?yàn)椋?/p>

S₁＝(s₁₁,s₁₂,s₁₃)?S₂＝(s₂₁,s₂₂,s₂₃)?S₃＝(s₃₁，s₃₂,s₃₃)