基于變形模型的可視外殼計(jì)算方法研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)迅速的發(fā)展，基于圖像序列的被動(dòng)三維重建方法是當(dāng)前一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。物體的可視外殼，即Visual Hull，是指根據(jù)多幅真實(shí)物體序列圖像中的輪廓信息估算出的物體最大化可視空間。傳統(tǒng)基于體素計(jì)算方法的重建結(jié)果獲得的曲面較為粗糙，同時(shí)由于最終的重建精度依賴于體素分割的層數(shù)，在內(nèi)存大小的限制下，無(wú)法得到高精度的重建結(jié)果。
　　本文將變形模型方法引入到物體三維重建的框架中，采用簡(jiǎn)單的幾何球體構(gòu)造

2、初始曲面，通過(guò)曲面變形不斷趨近并收斂于目標(biāo)物體。與傳統(tǒng)的基于體素的方法相比，基于變形模型的可視外殼重建結(jié)果具有更光滑的表面，計(jì)算占用的內(nèi)存空間更小，可以在同等的系統(tǒng)資源下獲得更高的重建精度。本文中所研究的兩種變形模型計(jì)算可視外殼的方法介紹如下：
　　（1）基于Snake參數(shù)化變形模型的方法。該方法基于Snake參數(shù)化變形模型，將真實(shí)物體可視外殼的計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為初始曲面在內(nèi)外力作用下收斂于目標(biāo)物體的問(wèn)題。方法以圖像序列中提取的物體輪

3、廓信息為輸入，根據(jù)輪廓和光滑度約束計(jì)算內(nèi)力與輪廓力大小，驅(qū)動(dòng)初始曲面變形收斂于可視外殼。
　　（2）基于Level Set幾何變形模型的方法。雖然Snake變形模型可以得到光滑的高精度重建結(jié)果，但由于其無(wú)法改變曲面拓?fù)涞墓逃腥毕?，不能?duì)拓?fù)漭^為復(fù)雜的模型進(jìn)行重建。而基于Level Set的變形模型則是通過(guò)水平集函數(shù)將變形曲面嵌入至均勻網(wǎng)格，隱式地跟蹤曲面形狀變化，通過(guò)求解水平集方程驅(qū)動(dòng)曲面變形，具有可以自由改變曲面拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)。