基于回旋曲面圖像的三維重構(gòu)與紋理拼接.pdf

1、如何從物體的二維圖像中恢復(fù)三維結(jié)構(gòu),即三維重構(gòu),是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)研究領(lǐng)域中的重要問題。而其中的單幅未標(biāo)定圖像的三維重構(gòu)問題更是近十年來的研究熱點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)動畫、軍事模擬、醫(yī)學(xué)圖像等領(lǐng)域。本論文針對該問題進(jìn)行了探討和研究。首先,本論文分析和研究了單軸運(yùn)動和回旋曲面(SOR)的幾何特性。由此可知,單幅回旋曲面圖像中的外輪廓以及部分交平面可以提供足夠的信息用于計(jì)算回旋曲面的不變量以及重構(gòu)回旋曲面的三維模型。在此基礎(chǔ)上,本論

2、文實(shí)現(xiàn)了基于單幅回旋曲面的三維重構(gòu)算法。實(shí)驗(yàn)表明,該算法可以被應(yīng)用到任何包含兩個交平面且表面光滑的回旋曲面物體的三維重構(gòu)中,且對圖像質(zhì)量要求不高、操作簡單和精確度較高。其次,本論文實(shí)現(xiàn)了回旋曲面物體的紋理圖案提取算法,并且對算法進(jìn)行了改進(jìn)。利用該算法,可以將采樣得到的回旋曲面紋理展開成平面。在提取紋理的過程中,由于加入雙線性插值算法,使獲得的紋理圖案消除了邊緣的“塊效應(yīng)”,更具有真實(shí)感。實(shí)驗(yàn)表明,該算法可以避免由于回旋曲面紋理采樣而產(chǎn)生

3、的紋理扭曲,能保持原回旋曲面圖像的亮度和光澤。再次,本論文在分析和研究尺度不變特征提取(SIFT)算法的基礎(chǔ)上,提出了改進(jìn)的回旋曲面紋理圖案序列的特征提取和匹配算法。該算法通過改變SIFT特征點(diǎn)描述子的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了特征向量的簡化,并且在視差梯度約束條件的前提下,在匹配過程中使用最小中值估計(jì)算法去除偽匹配點(diǎn)對。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)回旋曲面紋理圖案存在較大的變形、畸變時,該算法能夠保證魯棒性,同時能夠降低圖像匹配的計(jì)算量,保證算法的實(shí)時性。最后,本論