一種基于多視點的3d重建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及3D重建技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多視點的3D重建方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 同一場景在雙目中形成的圖像之間的視覺差被稱為視差，它反映了物理空間中物 體的深度信息?；诙嘁朁c的3D重建就是通過對二維圖像的處理，用立體視覺的原理來獲 取場景中目標(biāo)物體的三維信息。如果能在兩張圖像中找到一對對應(yīng)點，這對對應(yīng)點的反投 影射線將在物理空間中相交于一點，這樣就能在物體表面上得到該點的三維坐標(biāo)。如果能 夠得到物體表面上的所有點的三維坐標(biāo)，那么該物體的位置和空間幾何形狀就可以唯一確 定。在基于多視點的3D重建技術(shù)中，根據(jù)獲取的二維圖像信息來對物體進(jìn)行3D重建具有 非常高的應(yīng)用價值。從宏觀上看，它可以用來對浩瀚的宇宙進(jìn)行探索；從微觀上看，它可以 應(yīng)用在對分子、原子的探索。目前，3D重建技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了日常生活中，并且正在 改變著人類的生活質(zhì)量以及方式，如醫(yī)學(xué)診斷、生產(chǎn)裝配，質(zhì)量檢驗、自動焊接、切割加工、 機(jī)器人視覺等，給人類的生產(chǎn)和生活帶來很大的方便。因此，對3D重建技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研 宄，將會有非常重要的意義。大部分基于多視點的3D重建技術(shù)應(yīng)用都基于2d圖的方式進(jìn) 行展示，不具有可編輯性。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和發(fā)展。基于此，急需一種改進(jìn)的方 案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出一種基于多視點的3D重建方法，可充分地解決由于現(xiàn)有技術(shù)的限制 和缺陷導(dǎo)致的一個或多個問題。
[0004] 本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特性，一部分將在下面的說明書中得到闡明，而另一部 分對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過對下面的說明的考察將是明顯的或從本發(fā)明的實施中 學(xué)到。通過在文字的說明書和權(quán)利要求書及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明 目的和優(yōu)點。
[0005] 本發(fā)明提供了一種基于多視點的3D重建方法，該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟1:獲取來自多個攝像機(jī)的多視點視頻流，針對所獲取的每個視點的視頻流， 對視頻流的序列幀圖片信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括彩色圖像灰度化處理，所述彩色 圖像灰度化處理具體包括：
[0007] 讀取彩色圖像中對應(yīng)于各坐標(biāo)點的R、G、B值，根據(jù)所述的各坐標(biāo)點的R、G、B值計 算對應(yīng)于各坐標(biāo)點的圖像灰度值g(x，y)，其中（x，y)表示坐標(biāo)點位置；
[0008] 針對所得到的灰度值g(x，y)進(jìn)行灰度變換，得到經(jīng)過變換之后對應(yīng)于各坐標(biāo)點 的灰度值為f(x，y)，
【主權(quán)項】
1. 一種基于多視點的3D重建方法，該方法包括W下步驟： 步驟1 ;獲取來自多個攝像機(jī)的多視點視頻流，針對所獲取的每個視點的視頻流，對視 頻流的序列帖圖片信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括彩色圖像灰度化處理，所述彩色圖像 灰度化處理具體包括： 讀取彩色圖像中對應(yīng)于各坐標(biāo)點的R、G、B值，根據(jù)所述的各坐標(biāo)點的R、G、B值計算對 應(yīng)于各坐標(biāo)點的圖像灰度值g(x，y)，其中（X，y)表示坐標(biāo)點位置； 針對所得到的灰度值g(x，y)進(jìn)行灰度變換，得到經(jīng)過變換之后對應(yīng)于各坐標(biāo)點的灰 度值為f(X，y)，
其中，變換之前的g(x，y)的灰度范圍為[0,Mg]，對原始圖像中灰度變化范圍在[a,b] 的像素進(jìn)行灰度變換，變換后的圖像f(x，y)的灰度范圍設(shè)定為[c，d]; 步驟2 ;利用預(yù)設(shè)的目標(biāo)區(qū)域，通過對每個視點的視頻流進(jìn)行分析，得到所述目標(biāo)區(qū)域 在攝像機(jī)透視角度上的位置信息； 步驟3 ;針對每個視點的視頻流，判斷目標(biāo)區(qū)域是否在可視范圍內(nèi)，如果是，則對目標(biāo) 區(qū)域進(jìn)行矯正變換處理；如果否，則結(jié)束； 步驟4 ;針對每個視點的視頻流，基于矯正后的目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)行圖像處理； 步驟5 ;將經(jīng)過步驟4中的圖像處理之后的多視點視頻流進(jìn)行合成并向用戶呈現(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多視點的3D重建方法，其特征在于，根據(jù)所述的各坐標(biāo) 點的R、G、B值計算對應(yīng)于各坐標(biāo)點的圖像灰度值g(x，y)，具體包括根據(jù)W下公式計算對應(yīng) 于各坐標(biāo)點的圖像灰度值g(x，y)， g(x，y) = 0. 229XR(x，y)+0. 587XG(x，y)+0. 114XB(x，y)， 其中，R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)是對應(yīng)于各坐標(biāo)點的R、G、B值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多視點的3D重建方法，其特征在于，所述圖像處理包括 數(shù)字化、幾何變換、歸一化、平滑、復(fù)原和增強(qiáng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多視點的3D重建方法，其特征在于，所述矯正變換處理， 具體包括：獲取目標(biāo)區(qū)域中多個預(yù)定坐標(biāo)點的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)計算矯正變換 矩陣A，根據(jù)所計算出的矯正變換矩陣對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行矯正變換處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多視點的3D重建方法，其特征在于，矯正變換矩陣A包 括有旋轉(zhuǎn)縮放矩陣M和平移矩陣B，進(jìn)行矯正變換處理時，利用矯正變換矩陣采用W下公式 進(jìn)行坐標(biāo)變換：
其中，狂，Y)是原始圖片坐標(biāo)，狂'，Y')是變換后的圖片坐標(biāo)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多視點的3D重建方法，包括：獲取來自多個攝像機(jī)的多視點視頻流，針對所獲取的每個視點的視頻流，對視頻流的序列幀圖片信息進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括彩色圖像灰度化處理；對可視范圍內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行矯正變換處理；基于矯正后的目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)行圖像處理，將處理后的多視點視頻流進(jìn)行合成并向用戶呈現(xiàn)。本發(fā)明提出了利用圖形圖像技術(shù)處理，對實時視頻流進(jìn)行預(yù)處理，并反向的對表現(xiàn)形式進(jìn)行修正，最終實現(xiàn)基于多視點的3D重建，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對應(yīng)表現(xiàn)形式固定的問題，并且改善了圖像的視覺效果。
【IPC分類】G06T7-00, G06T17-00
【公開號】CN104851129
【申請?zhí)枴緾N201510262941
【發(fā)明人】羅勇, 胡強(qiáng)仁, 謝然
【申請人】成都綠野起點科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月21日