[發明專利]用于模型生成的方法和裝置

有效

• 申請號: 201380023430.9
• 申請日: 2013-04-29
• 公開（公告）號: CN104285242B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 唐尼·媞加替;薩米·利芬斯;馬滕·阿茲
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 羅朋

本發明涉及一種用于從包括2D+z+可靠性信息的至少一項圖像數據輸入(P1，R1(cam1)；...；Pn，Rn(camn))生成3D模型的方法，所述方法包括以下步驟：從所述至少一項圖像數據輸入建立3D表面，隨后在所述3D表面上進行3D中的網格劃分操作從而生成所述3D模型。

技術領域

本發明涉及一種用于根據一項或多項二維(其在本文的其余部分中將被簡稱為2D)圖像輸入數據連同其相關聯的深度(depth)或視差(disparity)信息(全部兩個所述術語在本文的其余部分中將由“z”信息標示和簡稱)生成三維(其在本文的其余部分中將被簡稱為3D)模型的方法。

背景技術

在文獻中描述了許多集中于以高密度的高質量點云為基礎從而生成3D模型的方法。這樣的點云例如可以利用3D激光掃描儀來產生。但是這些方法并非意圖用于實時執行；這是因為這些計算可能需要花費數分鐘來處理單一幀。此外，這些方法不適用于有噪聲的輸入數據。

用于生成3D模型的另一種受歡迎的方法可以使用從立體攝影機獲得的2D+Z輸入數據。當三個相鄰的2D像素具有其差異低于特定閾值的深度數值時，將從這3個像素產生一個三角，并且對于圖像的所有像素實施這一操作。雖然這是一種簡單直接的方法，但是所得到的模型的質量在存在有噪聲的輸入數據的情況下可能較差。此外，該方法也不能直接將多個這樣的2D+Z來源組合在一個相容模型中。對于重疊的區段需要進行網格合并，這并不是容易的操作。

另一種更加復雜的現有方法被稱作“泊松表面重建”。這種方法適合于應對有噪聲的數據，但是同樣非常緩慢，因為對于每個單一視頻幀可能需要花費幾分鐘的處理時間。

發明內容

因此，本發明的實施例的一個目的是提供一種前面已知類型的方法，但是所述方法即使在存在有噪聲的數據的情況下也仍是準確的，并且與此同時對于實時3D模型生成而言足夠快速。這在將把3D模型適配成盡可能接近地匹配實時視頻輸入數據時是特別有意義的，其中實時視頻輸入數據通常具有例如每秒30幀的幀率。

根據本發明的實施例，這一目的是通過提供一種用于從包括2D+z+可靠性信息的至少一項圖像數據輸入生成3D模型的方法而實現的，所述方法包括以下步驟：從所述至少一項圖像數據輸入建立3D表面，隨后在所述3D表面上進行3D中的網格劃分(meshing)操作從而生成所述3D模型。

與現有方法不同，本發明的方法的實施例明確地使用連同2D+z圖像輸入數據一起提供的可靠性數據。這樣就允許建立可靠的表面函數，從而即使在存在有噪聲的圖像輸入數據的情況下也可以通過傳統的網格劃分操作獲得3D模型。

在一個實施例中，所述3D表面是通過應用在八叉樹結構的拐角點處的距離函數的計算而生成的，從而使得所述八叉樹結構處的具有預定數值的所述距離函數的各點將形成所述3D表面。

這樣就給出了一種允許實時處理的簡單但是準確的方法。

在另一個實施例中，基于所述距離函數的數值對所述八叉樹結構進一步進行分段。

這樣允許進一步細化3D表面，從而改進準確性。

在另一種變型中，從以下各項計算所述距離函數：所述八叉樹的一點到生成所述2D+z數據的等效攝影機的投影平面的投影，所述八叉樹的所述點到所述等效攝影機的攝影機中心的距離，以及其像素坐標對應于所述點的投影的像素坐標的所述2D+z輸入數據的相應z值。

這樣就給出了用以在保持對于有噪聲數據的適應性的同時在實時速率下生成3D模型的一種實際的實現方式。