基于連續(xù)深度融合的多視圖三維重建研究.pdf

1、隨著影視、動(dòng)漫與游戲行業(yè)的蓬勃發(fā)展，其對高真實(shí)感三維場景重建的需求越來越多。而在文物數(shù)字化等領(lǐng)域，對于三維模型重建要求更高，從三維重建的逼真度要求上升到了對三維形體準(zhǔn)確度及表面色彩保真度的要求?；诙嘁晥D立體匹配的三維重建是實(shí)現(xiàn)上述需求的一種重要方法，可直接計(jì)算得到包含準(zhǔn)確色彩紋理的三維模型結(jié)果。準(zhǔn)確性、魯棒性以及計(jì)算效率是評(píng)價(jià)基于多視圖立體匹配三維重建的重要標(biāo)準(zhǔn)。圖像的畸變、隨機(jī)噪聲、重復(fù)紋理以及物體間的遮擋等因素影響了多視圖立體匹配

2、算法的魯棒性和重建結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　本文主要從提升算法魯棒性和重建結(jié)果的準(zhǔn)確性兩個(gè)方面來深入研究面向復(fù)雜場景的三維重建方法:一方面，研究高質(zhì)量的深度圖計(jì)算以及融合算法，通過對影響深度計(jì)算準(zhǔn)確性的一些因素進(jìn)行建模，提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。另一方面，研究基于連續(xù)優(yōu)化的深度計(jì)算方法，利用連續(xù)優(yōu)化計(jì)算魯棒性高的特點(diǎn)，來提高三維重建算法的魯棒性。
　　具體地，本文研究圖像的徑向畸變矯正、基于非凸連續(xù)優(yōu)化的深度計(jì)算、基于凸連續(xù)優(yōu)化的深度

3、計(jì)算以及基于連續(xù)深度圖融合的多視圖立體匹配。主要工作與創(chuàng)新包括:
　　提出了一種基于矩陣QR分解的圖像徑向畸變矯正算法，解決了現(xiàn)有三維重建管線中畸變參數(shù)計(jì)算不夠魯棒的問題，提升了多視圖三維重建算法的魯棒性和重建結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過將畸變參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)化成矩陣分解問題，簡化了參數(shù)的計(jì)算過程。
　　提出了一種基于對稱連續(xù)優(yōu)化的深度圖計(jì)算方法，使能量泛函的解更趨于全局最優(yōu)解，有效的提高了深度圖的質(zhì)量。通過將立體匹配問題轉(zhuǎn)化成連續(xù)馬爾科夫

4、隨機(jī)域的形式，建立了基于對稱連續(xù)優(yōu)化的深度計(jì)算模型。在模型的數(shù)據(jù)項(xiàng)中，引入顏色一致性約束和梯度一致性約束，提高了算法的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)了基于多層圖像金字塔的迭代計(jì)算框架，有效地提高了計(jì)算出的深度圖的質(zhì)量。在匹配泛函模型的設(shè)計(jì)中，還引入了左右一致性約束，進(jìn)一步提升了深度計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　提出了一種基于凸優(yōu)化的深度圖計(jì)算方法，有效地提高了深度計(jì)算過程的魯棒性和計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對物體間的相互遮擋等原因?qū)е律疃炔⒉皇菄?yán)格連續(xù)的問題，

5、提出了分段連續(xù)假設(shè)條件下的深度圖計(jì)算方法。將深度計(jì)算問題轉(zhuǎn)化成自由不連續(xù)泛函模型來實(shí)現(xiàn)深度的計(jì)算，同時(shí)在泛函模型中引入了圖像分割的先驗(yàn)知識(shí)，有效地抑制深度圖在圖像低頻區(qū)域的噪聲。通過利用將泛函模型松懈成凸泛函的方法，確保了深度圖的計(jì)算過程不依賴初始值，提升了算法的魯棒性，提高了深度圖的質(zhì)量。
　　提出了一種基于連續(xù)深度圖融合的三維重建方法，提高了重建模型的準(zhǔn)確性。通過利用左右一致性信息來控制深度圖不同區(qū)域的更新速度，提高了深度圖的