基于單幅未標定圖像的三維重建.pdf

1、摘要基于單幅圖像的三維重建是基于圖像三維重建的一個重要的研究領(lǐng)域，它是利用單幅圖像的幾何約束或者紋理等信息及有限的先驗知識，實現(xiàn)物體的三維重建，是計算機視覺、圖像處理和計算機圖形學領(lǐng)域的一個研究熱點。由于其利用信息少、重建簡單、價格低廉等特點，受到國內(nèi)外學者的重視，并在虛擬現(xiàn)實、古建筑物重建、城市數(shù)字化、文物恢復等領(lǐng)域得到廣泛應用。本文使用單張數(shù)碼照片對目標物體進行重建，主要對基于單幅圖像的相機標定、基于物體幾何性質(zhì)的規(guī)則幾何體的三維重

2、建進行了研究和探討。本文的主要研究內(nèi)容如下：(1)對相機標定的方法進行了分析和研究，選擇基于二正交消失點的性質(zhì)實現(xiàn)單幅圖像的相機標定。首先選擇Canny邊緣算子提取圖像邊緣；然后利用Hough變換檢測直線，對檢測直線自動分組，獲取圖像中兩個正交方向的消失點；最后利用消失點的性質(zhì)對相機進行標定。(2)對理想透視投影下規(guī)則幾何體的三維重建進行了深入研究，提出了通過手動獲得最少二維點進行三維重建的方法。首先從圖像中手動拾取物體重建需要的二維點

3、，根據(jù)相機模型矩陣恢復其對應的三維點坐標，然后計算物體完全重建需要的所有幾何信息，最后利用OpenGL實現(xiàn)規(guī)則幾何體(長方體、球體、圓柱體、圓錐體)的三維重建。經(jīng)過仿真實驗對本文提出的方法進行了驗證，結(jié)果表明此方法具有可行性，可以滿足一般虛擬現(xiàn)實的需要。關(guān)鍵詞：單幅未標定圖像；消失點；相機標定；規(guī)則幾何體；幾何三維重建目錄第一章緒論珊IIMIIlrllIllIllPlIIIMIllUddllPllJY233802311虛擬現(xiàn)實和計算機視

4、覺簡介1111虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介一1112計算機視覺簡介212基于圖像的三維重建3121基于圖像的三維重建的研究背景和意義3122基于單幅圖像三維重建的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀413本文的主要研究內(nèi)容和意義714本文的結(jié)構(gòu)安排一8第二章攝像機標定基礎(chǔ)知識及主要方法介紹921攝像機模型簡介9211圖像坐標系9212世界坐標系10213攝像機坐標系10214理想的透視投影模型1122相機標定的幾種方法簡介12221傳統(tǒng)攝像機標定方法12222基于主動視