基于多幅照片的人体三维重建系统的设计与实现

论文摘要

人体三维建模表示根据所获得的人体三维数据,建立具有真实感的三维人体模型。人体三维建模的主要研究方向有两种:第一种使用各种人体数据采集方法获得真实人体的数据信息,然后对这些数据进行处理,完全绘制三维人体模型。第二种方法是人体三维重建,即根据所获取的真实人体的数据,对标准三维人体模型重建,得到具有真实感的三维人体模型。相对而言,第一种方法的建模精度较高,但建模成本也高。如何在成本较低的情况下,获得精度较高的三维人体模型已成为现今研究的热点之一。基于多幅照片的人体三维重建,借助基于特征点的人体三维重建方法的思想,提取图片中人体的相关数据,对标准人体模型进行重建。如果仅仅依靠基于特征点的人体三维建模方法,只能够得到与照片中人体轮廓大体相似的三维人体模型。针对基于特征点的人体三维重建方法的不足,首先对经过特征点调整后的三维人体模型进行剖切,分成头、脖、躯干、手臂、手掌、腿、脚几个部位。然后对图片进行预处理,提取图片轮廓并把轮廓分为头、脖、躯干、手臂、手掌、腿、脚几个部位,采取坐标加部位标志的存储结构存储轮廓点数据。将模型中各个部位对应于所提取轮廓数据的各个部位,然后进行分部位逐层重建,得到最终的三维人体模型。最后对所得的三维人体模型按各部位,对应图片中相应部位的坐标,提取真人的纹理信息,加载到三维人体模型上,得到具有真人纹理及高相似度形态的三维人体模型。实验结果表明:在特征点重建的基础上,继续对三维人体模型进行分部位逐层重建,重建后的三维人体模型在在保证低成本、高效率的前提下,具有更高的建模精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 1.4 论文的组织安排
• 2 关键技术综述
• 2.1 图像预处理技术
• 2.2 人体建模方法介绍
• 2.3 OpenGL 三维图形软件包介绍
• 2.4 本章小结
• 3 人体三维重建系统分析与设计
• 3.1 3DS 文件结构分析
• 3.2 人体三维重建系统的总体设计
• 3.3 人体三维重建系统的功能设计
• 3.4 本章小结
• 4 人体三维重建系统的实现
• 4.1 开发环境的选择
• 4.2 人体三维模型数据结构的定义
• 4.3 系统功能模块的实现
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献