基于結(jié)構(gòu)先驗的規(guī)則場景三維重建技術(shù)研究.pdf

1、基于圖像的三維場景重建經(jīng)過多年的創(chuàng)新和發(fā)展，已經(jīng)成為計算機視覺領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容之一。而建筑物等規(guī)則場景與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，因此基于圖像的規(guī)則場景三維重建有重要的研究和實用價值。本文正是研究如何利用規(guī)則場景的結(jié)構(gòu)語義先驗信息，實現(xiàn)三維場景重建的算法。傳統(tǒng)基于圖像的三維重建算法對規(guī)則場景重建效果不佳。但是規(guī)則場景中普遍含有共面、共線等結(jié)構(gòu)化特征，合理利用這類幾何先驗信息對重建三維結(jié)構(gòu)有很大幫助作用。本文正是圍繞著規(guī)則場景中結(jié)構(gòu)先驗信息

2、的利用展開研究。由于規(guī)則場景中共面結(jié)構(gòu)的普遍性，因此本文利用共面先驗估計三維顯著平面。估計共面結(jié)構(gòu)時，沒有采用常用的Manhattan-world模型等強假設(shè)結(jié)構(gòu)來簡化處理規(guī)則場景，而是利用共面結(jié)構(gòu)存在的先驗信息，在已獲得的三維有向點云的基礎(chǔ)上，通過對三維點方向和點位置偏移聚類，估計三維候選平面的法線方向和偏移位置。這樣便放寬了以往學(xué)者對規(guī)則場景重建的強結(jié)構(gòu)模型，對平面方向沒有預(yù)先進行任何假設(shè)，突破了上述模型的限制，可以處理更普通的結(jié)構(gòu)

3、，這就提高了算法的適用性。
　　本文根據(jù)規(guī)則場景結(jié)構(gòu)成像的先驗信息，構(gòu)建馬爾科夫隨機場能量函數(shù)，并最優(yōu)化求解得到分段共面深度圖。本文不是以離散化的深度值，而是以更大粒度的三維顯著面為標注，不是以像素，而是以更大粒度的圖像分割區(qū)域為節(jié)點，來建模能量代價函數(shù)，利用大粒度基元的結(jié)構(gòu)化約束，產(chǎn)生更準確的區(qū)域標注分布。消失點是規(guī)則場景中三維平行線關(guān)系的二維體現(xiàn)，消失點的估計是單視圖三維重建一項非常重要的技術(shù)。本文首先采用基于LSD的線段檢測