基于飛行時(shí)間攝像機(jī)的三維模型重建研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維立體視覺技術(shù)在科學(xué)計(jì)算可視化、文化教育、軍事、娛樂等眾多領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用。三維模型的獲取是三維立體視覺中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性任務(wù)。飛行時(shí)間法是獲取物體表面深度信息的常用方法，然而目前基于飛行時(shí)間原理的三維測(cè)距相機(jī)捕獲數(shù)據(jù)存在分辨率低、噪聲大，無法直接用于三維模型重建。為了解決這些問題，本文主要做了以下工作：
　　 1.對(duì)國內(nèi)外基于三維掃描的模型重建技術(shù)進(jìn)行研究。包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三角化、雙邊濾波、中值濾波、目

2、標(biāo)區(qū)域分割、交疊區(qū)域檢測(cè)、迭代最近點(diǎn)(ICP)算法等。并在這些算法的基礎(chǔ)上總結(jié)并提出了針對(duì)ToF相機(jī)數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法。經(jīng)過該方法處理后的數(shù)據(jù)能基本滿足三維重建的要求。
　　 2.在現(xiàn)有高質(zhì)量掃描數(shù)據(jù)三維模重建算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)ToF攝像機(jī)的特點(diǎn)提出了一種使用低質(zhì)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型重建的方法。該方法以迭代最近點(diǎn)算法為基礎(chǔ)，結(jié)合點(diǎn)云噪聲處理、泊松網(wǎng)格面重建等方法對(duì)ToF攝像機(jī)輸出的低質(zhì)量數(shù)據(jù)的剛體形狀全局重建。該方法能較好的克

3、服數(shù)據(jù)中的噪聲，并能有效避免連續(xù)對(duì)齊過程中多幀數(shù)據(jù)對(duì)齊產(chǎn)生的誤差累積。
　　 3.在對(duì)剛體形狀全局對(duì)齊研究的基礎(chǔ)上，為了克服非剛體形狀全局對(duì)齊中的運(yùn)動(dòng)模糊和非剛體形變，本文提出了一種適用于非剛體模型重建的方法。對(duì)從不同角度拍攝的深度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、去噪等預(yù)處理；然后對(duì)生成的網(wǎng)格序列進(jìn)行剛體對(duì)齊、選取關(guān)鍵幀網(wǎng)格，以減少運(yùn)動(dòng)模糊和數(shù)據(jù)冗余的影響，并進(jìn)行全局非剛體配準(zhǔn)和網(wǎng)格變形，減少靜物或人體掃描中的非剛體誤差；最后進(jìn)行泊松網(wǎng)格重建