融合紋理信息的三維模型重建.pdf

1、三維模型重建技術(shù)是三維信息技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分，在影視動(dòng)畫、游戲娛樂、文物保護(hù)、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。三維模型重建的質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的物體識(shí)別、跟蹤等步驟的精確度。
　　要重建彩色的三維模型，就必須利用三維數(shù)據(jù)獲取設(shè)備從多個(gè)視角獲取目標(biāo)模型表面不同方向的深度信息和紋理信息，配準(zhǔn)這些深度圖像，進(jìn)而對(duì)已配準(zhǔn)的圖像進(jìn)行幾何曲面融合和孔洞修補(bǔ)，最終將彩色紋理信息映射至幾何表面從而得到完整的彩色模型。其中，圖像的配準(zhǔn)是整個(gè)重建

2、過程中最關(guān)鍵的步驟，配準(zhǔn)的精度直接影響最終模型的重建效果。
　　本文介紹了主流三維數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的分類和各自的成像原理及優(yōu)缺點(diǎn)，簡(jiǎn)述了本文所使用的能獲取幾何信息以及紋理信息相對(duì)應(yīng)的硬件平臺(tái)以及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理過程。在兩兩圖像配準(zhǔn)階段(Pairwise registration)，分析對(duì)比了只利用幾何信息的ICP(Iterative Closest Point)算法和同時(shí)利用幾何信息以及紋理信息的Color_ICP算法的優(yōu)缺點(diǎn)，在傳統(tǒng)I

3、CP算法的基礎(chǔ)上，將紋理信息用于最近匹配點(diǎn)對(duì)的搜索和確認(rèn)；兩兩配準(zhǔn)同時(shí)只考慮兩幅深度圖像的位置調(diào)整，對(duì)于多視的情況往往陷入局部最優(yōu)，因此有必要考慮同時(shí)對(duì)多幅待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行全局配準(zhǔn)(Global registration)，本文在全局配準(zhǔn)階段將紋理信息和幾何信息同時(shí)用于計(jì)算每次迭代后的頂點(diǎn)距離殘差值，并利用該殘差重新為改組頂點(diǎn)賦予新的權(quán)重值用于下次迭代，從而達(dá)到加強(qiáng)相關(guān)點(diǎn)對(duì)，移除誤匹配點(diǎn)對(duì)的目的。重建實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)本文重建方法重建得到的