[發(fā)明專利]一種對象全景建模方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310560596.6
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103559737A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 黃向生;徐波
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種對象全景建模方法，其包括如下步驟：?

步驟1、由單視角三維獲取設備拍攝得到當前幀深度及彩色圖像，并根據(jù)深度圖像進行區(qū)域分割，得到該深度圖像中的目標區(qū)域，并對目標區(qū)域進行相應的去噪處理之后將其轉化成頂點圖和法向圖；?

步驟2、對所述深度圖像利用迭代最近鄰點算法，通過計算其與前一幀深度圖像之間的矩陣變換關系，標定出其在全局坐標系中的位置；?

步驟3、根據(jù)所標的在全局坐標系中的位置，將所述深度圖像重構成三維模型；?

步驟4、結合所述全局坐標以及深度圖像與彩色圖像之間的校正關系將所述彩色信息融入所述三維模型中，轉步驟1進行下一幀圖像的處理。?

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1中只是用一個所述單視角三維獲取設備拍攝獲得圖像，且其為具有獲取深度信息能力的探測設備。?

3.如權利要求1所述的建模系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟1包括如下步驟：?

步驟101、獲取單視角三維獲取設備捕獲的圖像，包括深度圖與彩色圖，并對深度圖進行預處理；?

步驟102、利用區(qū)域生長算法對深度圖像進行分割以獲取目標物體；?

步驟103、對深度圖像利用雙邊濾波方法進行去噪處理；?

步驟104、將二維深度圖像轉化成大地坐標系下三維空間頂點圖和法向圖。?

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟103去噪處理具體為針對深度圖像中的每個像素點根據(jù)下式計算得到去噪后的像素點深度值：?

其中，N_σ(t)=exp(-t²σ^-2)，σs和σr均為經(jīng)驗值，是標準化系數(shù)，q是在取值范圍Window內的像素點，Window為像素點的一個鄰域，R_k表示深度值，k表示當前幀索引號。?

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述頂點圖是通過將深度圖像中的像素點坐標轉換為三維空間坐標后，將其轉換到大地坐標系下的三維空間坐標得到的。?

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2包括如下步驟：?

步驟201、根據(jù)前一次迭代得到的映射變換矩陣，獲取當前幀圖像上的當前像素點所對應的前一幀上的估計像素點，該估計像素點與當前幀圖像上的當前像素點為對應像素點；?

步驟202、根據(jù)所述當前幀和前一幀上對應像素點之間的點面距離，更新得到當前迭代下的所述映射變換矩陣；?

步驟203、判斷所述映射變換矩陣是否收斂，若收斂，則根據(jù)最終獲得的映射變換矩陣將所述深度圖像中的像素點轉換成三維空間點；否則轉步驟201進行下一次迭代。?

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟202中，通過使得當前幀和前一幀圖像上的對應像素點之間的點面距離最小來更新所述映射變換矩陣。?

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括如下步驟：?

步驟301、根據(jù)深度圖像中像素點的深度值及方位信息計算出像素點對應的界面場函數(shù)；?

步驟302、利用插值的方法找到界面場函數(shù)為零的像素點，將這些像素點連接起來形成物體表面，從而將三維模型實現(xiàn)可視化。?

9.如權利要求8所述的建模系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟302中，所述界面場函數(shù)用于將三維模型分成若干個空間格子，所述界面場函數(shù)為零的像素點即為這些空間格子的界面位置，也即三維模型的物體表面。?

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4包括如下步驟：?

步驟401、彩色圖像的獲取以及相應的預處理，包括彩色和深度兩幅圖像的匹配，以及邊界處的腐蝕處理；?

步驟402、將相應彩色像素點融合到由深度圖像構建的三維場景中相應三維坐標點處，各幀之間采用加權平均的方法作為最終三維坐標點對應結果；?

步驟403、將對應的物體表面進行插值然后輸出。?