基于激光三角法和光度立體的三維表面重構(gòu).pdf

1、三維表面重構(gòu)是計算機(jī)視覺領(lǐng)域中一個至關(guān)重要的經(jīng)典問題,是進(jìn)行圖像理解和三維目標(biāo)識別的關(guān)鍵技術(shù)之一,它架起了機(jī)器自動完成從客觀實體到抽象感知的橋梁,使得利用其來自動理解、識別三維場景成為可能。從而在生產(chǎn)、生活、醫(yī)學(xué)、氣象、遙感,特別是在國防軍事領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響,具有良好的應(yīng)用前景。
　　 計算機(jī)視覺是利用計算機(jī)對外部世界進(jìn)行描述和分析,而計算機(jī)視覺低級處理的研究內(nèi)容包括邊緣檢測、運動分析、立體視覺、以及從紋理、灰度變化、

2、輪廓等恢復(fù)三維物體信息(如高度、表面朝向和三維形狀)。作為三維計算機(jī)視覺基礎(chǔ)之一的高度獲取問題,人們提出了多種方法,其中由梯度估計值得到表面高度值的積分算法,大體分為兩類:局部積分技術(shù)和全局積分技術(shù)。局部方法強(qiáng)烈依賴數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,如果圖像充滿噪音,則不宜使用。相對而言,全局方法的結(jié)果光滑性較好些,但對方向的突變非常敏感,例如在物體邊界將產(chǎn)生極大的錯誤。基于光度立體的三維表面重構(gòu)技術(shù)可以直接從拍攝圖像中提取出表示圖像,簡單快捷的重構(gòu)出高度

3、真實感的三維表面,從而受到了廣泛的關(guān)注。
　　 本論文系統(tǒng)介紹了各種三維表面重構(gòu)技術(shù),選用光度立體技術(shù),并結(jié)合激光三角法來恢復(fù)三維表面。在綜合研究各種積分算法的基礎(chǔ)上,提出了基于最小生成樹的局部積分算法。以如何從圖像中獲取三維空間信息,重構(gòu)出具有高度真實感的三維表面為重點,研究了基于迭代循環(huán)的三維表面重構(gòu)技術(shù),提出了三維表面重構(gòu)框架,并分別對圖像數(shù)據(jù)采集、梯度獲取,激光高度值獲取、梯度積分,高度圖加權(quán)平均策略、重新估計光照角度和