基于多幅图像序列的三维重建

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1、第46卷第1期吉林大学学报(理学版)Vol.46No.12008年1月JOURNALOFJILINUNIVERSITY(SCIENCEEDITION)Jan2008基于多幅图像序列的三维重建11112崔晓青,李谊,韩东峰,李远,李宗承(1.吉林大学计算机科学与技术学院,长春130012;2.山东理工大学工程技术学院,山东淄博255000)摘要:基于多幅图像序列的三维重建技术,以两幅图像的三维重建算法为基础,采用由运动中恢复校准的结构方法,在已知摄像机参数的情况下,利用KLT特征点跟踪算法,实现了多幅图像的三维重建,并利用集束调整优化了重建结果.关键词:随

2、机采样算法;三维重建;图像序列中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:167125489(2008)0120075206ThreeDimensionalReconstructionMethodBasedonImageSequenceofMultipleImages11112CUIXiao2qing,LIYi,HANDong2feng,LIYuan,LIZong2cheng(1.CollegeofComputerScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130012,China;2.SchoolofEn

3、gineeringTechnology,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255000,ShandongProvince,China)Abstract:Wepresentedathreedimensionalreconstructionmethodbasedonimagesequenceofmultipleimages.Undertheconditionoftheknowncameraparameters,weusedtheKarhunen2LoeveTransformalgorithmtrackingfeaturet

4、oreconstructthreedimensionalmodelbasedonthealgorithmofreconstructionfortwoimages,andalsousedbundleadjustmenttooptimizetheresult.Theexperimentshowsanencouragingresultandthesystemisconvenient,low2costandeasytouse.Keywords:randomsampleconsensus(RANSAC);3Dreconstrction;imagesequence三

5、维重建就是研究如何通过物体的二维信息获取物体在空间中三维信息的技术.目前,国际上较[1,2]成熟的三维重建系统有:Faugeras等人提出的利用经典分层重建、自定标方法直接从图像序列中重[3][4,5]建建筑物的三维重建系统;Bougnoux等人开发的TotalCalib系统;Pollefeys等人开发的物体三维[6]表面自动生成系统;英国剑桥大学计算机视觉研究组开发的PhotoBuilder三维重建系统.从图像序列获得物体的三维模型,利用机器视觉的研究成果快速实现图像序列的景物重建,是计算机视觉领域中的重要研究课题.从图像序列获取物体三维模型的方法可以

6、依据是否己知摄像机的内参划分成两类:(1)在已知摄像机内参的情况下,称为从运动恢复(校准的)结构;(2)不知摄像机的内参,称为从运动恢复未校准的结构.本文使用从运动中恢复校准的结构方法,在已知摄像机参数的情况下,由图像序列进行物体的三维重建.收稿日期:2007201228.作者简介:崔晓青(1982～),女,汉族,硕士研究生,从事图像处理的研究,E2mail:cuixiaoqing0312@163.com.联系人:韩东峰(1979～),男,汉族,博士研究生,从事图像处理和计算机视觉的研究,E2mail:handongfeng@email.jlu.edu.

7、cn.基金项目:国家自然科学基金(批准号:60573182)、教育部博士点项目基金(批准号:20060183042)和吉林省科技发展计划项目基金(批准号:20060527).76吉林大学学报(理学版)第46卷1基于图像序列两幅图像的三维重建基于图像序列两幅图像的三维重建是基于图像序列多幅图像三维重建的基础.两幅图像由在不同观察点的摄像机拍摄,设两个摄像机的投影矩阵分别为P1和P2,投影矩阵P=K(Rt),其中K为摄像机内参矩阵,(Rt)为摄像机外参矩阵,R为3×3的旋转矩阵,t为3×1的平移矩阵.1.1基本概念基本矩阵F又称基础矩阵,将投影矩阵P1和P2

8、中左边的3×3部分记为P1A和P2A,右边的3×1-1-1T部分记为P1B和P2