【摘 要】
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物体或者环境的三维重建一直是计算机视觉、摄影测量与遥感和计算机图形学领域的一个重点研究课题。在三维重建的过程中,由于诸多原因导致所得到的图像集中,可能会出现图像质量不高的情况,并且每张图像除了重建物体外还包含周围的环境,如果将这些质量不高和信息冗余的图像移交给三维重建系统,这不仅会增加系统的负荷,而且会增加重建时间,导致重建效率低下。因此本文提出的基于转台模式的多视三维重建前后景自动分割方法研究具
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物体或者环境的三维重建一直是计算机视觉、摄影测量与遥感和计算机图形学领域的一个重点研究课题。在三维重建的过程中,由于诸多原因导致所得到的图像集中,可能会出现图像质量不高的情况,并且每张图像除了重建物体外还包含周围的环境,如果将这些质量不高和信息冗余的图像移交给三维重建系统,这不仅会增加系统的负荷,而且会增加重建时间,导致重建效率低下。因此本文提出的基于转台模式的多视三维重建前后景自动分割方法研究具有重要的现实意义。本文采用基于转台的模式对目标物体进行多视角多方位拍摄,对拍摄到的图像集进行前后景自动分割方法的研究,并设计和实现出了一种将数据采集与重建工程一体化融合的自动建模系统。文章主要包括以下内容:(1)基于转台拍摄的同角度图像匹配在利用转台拍照之前,先确定好转台每次旋转的角度,设置好转速以及灯箱中的灯的亮度等信息,控制转台旋转拍一圈,计算机会将这个没有目标物体的场景记录下来,然后将目标物体放置到转台中,控制转台拍照得到目标物体的图像序列。通过SIFT特征匹配以及RANSAC方法去除错误的特征点,依据特征点的数量可以实现基于转台拍摄的同角度图像匹配,为后续的图像前后景自动分割提供数据基础;(2)基于背景图像的前后景种子点统计针对转台拍摄的图像序列,引入一种局部差分的方法。在对目标物体图像和背景图像进行差分的过程中,只比较图像上下左右范围内一定区域的像素,对得到的差值图统计出色彩差当做阈值,通过阈值分别对图像的目标前景种子点和后景种子点进行统计,将得到的两幅图像进行优化,合并成一张图;(3)基于图割的图像前后景自动分割在图的建立过程中,引入了基于图像颜色直方图的辅助节点,同时对三种类型边t-link、n-link以及a-link的权重计算进行了研究,对分割的结果利用区域增长以及形态学方法进行优化,此外实验分析了不同转台场景下的目标物体进行前后景分割的提取,并与传统方法进行对比,验证了本文方法的普适性以及高效性;(4)基于图像前后景分割的自动建模系统的设计与实现对多视图三维重建中原始图像集进行图像前景分割,去除图像中的冗余信息,并实现了一种将转台和相机配合的自动采集装置,通过网络编程以及多线程编程实现了图像的上传,利用云建模Get3D进行三维重建。设计并实现出一种将数据采集与重建工程一体化融合的自动建模系统。
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