基于图像序列的三维重建方法研究

论文摘要

随着计算机图形学、虚拟现实和多媒体通信技术的不断发展,它们对具有高度真实感的三维模型的需求与日俱增。传统的几何造型技术虽然日益改进,但构建稍显复杂的三维模型仍然是一件耗时费力的工作,且模型的绘制结果与真实景物仍存在着较大的差异;近年来,基于图像建模技术受到了广泛的关注,和传统的方法相比,具有建模简单,操作方便等优点,是一种具有广泛应用前景的新方法。 本文主要讨论了以下的内容: 1) 从计算机图形学的研究角度对现有的基于图像序列的三维重建技术进行了总结和综述,归纳了近年来提出的典型的基于图像序列三维重建的方法,给出了这些方法的基本原理及其最新研究进展; 2) 给出了一种基于有理B-样条的层次建模方法。利用有理B-样条的投影不变性先对图像上的二维特征点进行插值,再反求有理B-样条的二维控制点,进而通过因式分解法重建出射影空间下的摄像机投影矩阵和三维控制点,即得到射影重建,最后将射影重建升级为欧氏重建。相对于以往的通过因式分解的层次建模的方法,本文给的方法充分的利用了有理B-样条的性质,能够在较小的内存开销下取得满意的重建精度。

论文目录

• 摘要
• 1 绪论
• 1.1 基于图像序列重建方法简介
• 1.2 传统图形学中的模型绘制流程
• 1.3 基于图像重建几何模型的流程
• 1.4 基于图像序列重建研究的意义及应用
• 1.5 本文主要工作
• 1.6 本章小结
• 2 基于图像序列的三维重建方法综述
• 2.1 引言
• 2.2 基于图像序列重建方法研究所需的基础知识
• 2.2.1 射影几何
• 2.2.2 三维几何空间层次
• 2.2.3 相机模型
• 2.2.4 对极几何、基础矩阵、本质矩阵
• 2.2.5 摄像机标定
• 2.3 基于序列图像重建方法分类
• 2.4 基于序列图像重建
• 2.4.1 基于轮廓线重建几何模型
• 2.4.2 基于深度图像重建几何模型
• 2.4.3 基于立体视觉方法重建几何模型
• 2.4.4 同时恢复相机的运动和场景的几何
• 2.5 基于图像序列重建方法研究展望
• 2.6 本章小结
• 3 基于 B-样条方法的层次重建技术
• 3.1 引言
• 3.2 前人工作介绍
• 3.3 本文工作介绍
• 3.4 B-样条方法介绍
• 3.4.1 B-样条的概念
• 3.4.2 有理 B-样条的投影
• 3.5 场景层次重建技术
• 3.5.1 场景重建问题描述
• 3.5.2 场景重建的几何空间层次
• 3.5.3 场景层次重建方法
• 3.6 基于B-样条的射影层次重建
• i,t_i）'>3.6.1 初始化（s_i,t_i）
• i,t_i）'>3.6.2 求解二维 B-样条的控制点、修正（s_i,t_i）
• 3.6.3 升级为有理B-样条
• 3.6.4 利用因式分解法重建
• 3.7 欧氏重建
• 3.7.1 实验结果
• 3.8 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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