[發明專利]一種基于深度視頻的3D場景生成方法

有效

• 申請號: 201410062236.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104008569A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 蔡昭權;馮嘉良;黃翰
• 申請（專利權）人: 惠州學院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及計算機圖形圖像處理領域，尤其涉及一種基于深度視頻的3D場景生成方法。?

背景技術

長期以來，計算機工作者都在追求使用計算機構造逼真的虛擬三維場景，而且三維場景建模一直以來都是計算機圖形圖像處理中最活躍的研究領域之一。?

?

在傳統的場景建模中，通常采用基于幾何的建模方法。這種方法通常使用現有的三維建模軟件以人工的方式進行場景建模，主要通過三維模型的疊加來構造場景，其構建的場景有較高的精度，完備的模型描述和良好的交互。但缺點也很突出，那就是人機交互的工作量十分巨大，進而導致建模的效率低下；也很容易由于人為的因素導致場景模型的真實性大打折扣。隨著虛擬三維場景應用領域的不斷拓展，需要展現的三維場景的復雜度也是越來越高，隨之越來越高的是對建模效率和精度的要求。傳統的建模方式面臨的是更加巨大的工作量，這就對傳統的基于幾何的場景建模提出了巨大的挑戰。一方面，使用傳統場景建模方法無法應對工作量巨大的大規模復雜場景建模工作；另一方面，復雜的三維場景構建完成后，需要耗費大量的計算和海量的存儲，因此這種方法對計算機硬件的性能有很高的依賴，特別是如今在虛擬現實和互聯網等領域中很多情況下都要求實時繪制的要求下，傳統的基于幾何的場景建模面臨著巨大的挑戰。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于深度視頻的3D場景生成方法，該方法產生的場景逼真、自然，建模方便高效，繪制時計算量和存儲量小，?更適合于實時建模和繪制。?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于深度視頻的3D場景生成方法，包括以下步驟：?

S1、使用深度攝像機采集深度視頻和彩色視頻數據，并進行濾除處理；?

S2、結合平面坐標和深度值將所述經過濾除處理的深度視頻轉換為三維點云數據，再根據所述三維點云數據建立場景模型；?

S3、從所述經過濾除處理的彩色視頻數據中獲取所述三維點云數據中每個點對應的顏色，并應用于所述場景模型之中，得到彩色場景模型；?

S4、將所述彩色場景模型的數據轉換為3D文件格式，所述轉換之后的文件即為生成的3D場景文件。?

具體的，所述步驟S1包括以下步驟：?

S11、使用所述深度攝像機采集深度視頻和彩色視頻數據；?

S12、讀取所述深度攝像機采集的所述深度視頻和彩色視頻數據的視頻流；?

S13、讀取所述深度攝像機采集的所述深度視頻和彩色視頻的每一幀圖像的詳細信息，并根據所述每一幀圖像的詳細信息濾除所述深度視頻和彩色視頻的部分圖像。?

具體的，所述步驟S2包括以下步驟：?

S21、結合平面坐標和深度值將所述經過濾除處理的深度視頻的每幀圖像轉換為三維點云數據;?

S22、將所述每幀圖像的三維點云數據進行配準，以得到相應位置上的多個三維點云數據的并集；?

S23、對配準后的三維點云數據進行壓縮處理，從而得到所有點的三維坐標和法向量以用于場景建模，進而得到所述場景模型。?

進一步的，所述步驟S2還包括以下步驟：?

S24、當深度視頻數據更新時，則重復執行步驟S21、S22、S23。?

具體的，所述步驟S4包括以下步驟：?

S31、從所述彩色場景模型中獲得當前場景的幾何形體，并變形為模型形狀,?再導出當前場景的模型形狀的網格信息；?

S32、從所述網格信息中提取出所述場景模型的頂點數據、頂點向量數據和三角面索引數據，并寫入到所述彩色場景模型的數據文件中；?

S33、將所述彩色場景模型的數據文件進行壓縮處理；?

S34、將所述壓縮后的彩色場景模型的數據文件轉換為3D文件格式，從而得到所述3D場景文件。?

其中，所述深度攝像機優選使用Kinect深度攝像機。?

其中，所述步驟S3中優選使用Kinect?API獲取所述三維點云數據中每個點對應的顏色。?

其中，所述3D文件格式為3Dmax解釋的文件或Maya可解釋的文件或通用3D文件。?

其中，所述步驟S33中所述的壓縮處理具體為：將大數據量的*.obj文件壓縮為OSG專用的二進制模型文件*.ive文件。?