[發明專利]用于多視圖植物三維重建的生成模型的構建方法

有效

• 申請號: 202010147283.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111462301B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 劉燁斌;鐘源;王松濤;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T3/00;G06V10/774;G06V10/762
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

1.一種用于多視圖植物三維重建的生成模型的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用貝葉斯概率框架構建植物生長模型，通過對所述植物生長模型賦予帶參先驗概率，構建植物骨架生長的概率表示；

通過在根節點上指定初始生長因子和分叉代數限制，所述植物生長模型通過隨機采樣生成實例化的骨架；

獲取同種植物的圖像集，所述植物生長模型利用矢量場方法對所述圖像集中的每個單圖像計算一個2D骨架，通過對2D骨架聚類分析，提取出所述圖像集的形態基元，利用所述形態基元的模型與訓練集中的骨架擬合，使用高斯-牛頓梯度下降方法求取所述植物生長模型參數的最優解，其中，所述形態基元描述所述同種植物特有的分叉生長模式；

其中，在所述植物生長模型中，植物骨架的每個分叉定義了枝干間的父子關系，每個分叉定義分叉數、分叉形態、生長因子的參數化局部概率，生長因子為由該分叉傳遞至下一分叉的生長信息，其將影響后續分叉的條件概率，植物局部概率的參數將決定模型所描述的植物的形態特征；

其中，在輸入為多視圖圖像時，分割出圖像中的單棵植株，利用Pix2Pix網絡將每幅圖像轉換為分支概率圖像，再將分支概率反投影到3D體素坐標中，形成3D概率分支結構，使用貪婪搜索生成多個概率候選結構，為每個候選結構使用Metropolis Hasting采樣優化最優候選，形成后驗分布的離散近似，通過采樣實現分支骨架的重建。

2.根據權利要求1所述的用于多視圖植物三維重建的生成模型的構建方法，其特征在于，通過對輸入圖像進行細分和聚類，提取出圖像中的紋理簇，利用所述紋理簇在輸入圖像葉子的反投影區域創建葉片，對未被源圖像的覆蓋的區域，將額外合成葉子以確保均勻分布的葉片密度。

3.根據權利要求1所述的用于多視圖植物三維重建的生成模型的構建方法，其特征在于，通過訪問修改并指定所述植物生長模型中某個分支的局部參數，該分支涉及的子樹將被重新優化計。