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基于图像的三维重建技术研究

蔡钦涛  
【摘要】:随着网络化制造技术的不断发展,网上商品展示也越来越受到重视,现有的电子商务系统都是展示商品的二维图像,如何根据这些商品的图像重建出商品的三维模型将具有重要的研究意义。基于图像的三维重建是根据若干幅图片来恢复物体和场景的三维模型的方法。该方法是一个交叉领域,涉及到计算机图像处理、计算机图形学、计算机视觉以及模式识别等诸多学科。目前,基于图像的三维重建技术已经成为一个研究热点。与传统的利用建模软件或者三维扫描仪得到立体模型的方法相比,基于图像三维重建的方法成本低廉,真实感强,自动化程度高,因而具有广泛的应用前景。此外,从理论上说基于图像三维重建实际上是计算机图形学的逆问题。如何根据受干扰或者不完整的二维信息来恢复三维信息是这项技术的一大难点,也是计算机视觉的一大难点。对基于图像重建技术的深入研究可以促进对这些问题的理解和研究,推动相关学科的发展。 本文对三维重建技术进行了深入的研究,重点研究了交互操作三维重建方法和立体视觉方法并对以后的工作进行了规划。本文的主要工作如下: 1.基于单视图测量理论开发出了一个交互操作的三维重建系统。单视图测量理论主要是利用了射影几何中的交比不变性来计算图像上点的三维坐标。该系统可以从单幅图像上通过手工交互方式重建场景的三维模型。 2.对Tsai的“两级”标定法进行了改进,在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变和切向畸变,利用图像中心附近点畸变量较小的性质,提出一种摄像机内外部参数和像差修正参数分离的标定方法。 3.开发了一个立体匹配软件。该软件通过提取立体像对的Harris角点作为特征点,经过相关匹配、计算匹配强度、松弛法迭代、最小中值法等步骤提取出立体像对上的匹配点对。


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