基于图像的建筑三维重建与绘制

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1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文论文题目：基于图像的建筑三维重建与绘制学院信息学院专业名称软件工程研究生姓名林丽萍学号13083500002导师姓名张亚萍职称副教授2016年5月20日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构

2、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权云南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。摘要摘要三维重建技术是一种构建反映真实的世界中某场景或物体的三维模型的技术[1]。当下，智能手机已被广泛使用，随之产生了越来越多的二维平面图像，随着人们对于三维图像的视觉化需求越来越强烈，能获取到三维空间模型的三维重建技术因此受到广泛关注，其中基于图像的三维重建技术能利用照片中所包含的二维图像信息重建出物体的三维空间模型，且因为其具有重建过程较为简单，数据采集便捷，更新速度快等优点而成为时下的研究热点。本文

3、研究了基于图像的三维重建相关技术，设计并实现了基于建筑物图像序列的三维场景重建过程，输入一组无序的二维平面图像之后，便可输出图像的三维场景信息，其主要步骤包括：采集图像序列、图像特征点的检测与匹配、摄像机的标定、三维场景重建。在图像序列的采集阶段，利用手机摄像头拍摄一组图像，因为用手机摄像头采集到的图像较大，造成后续重建过程中较为耗时，需要对图像进行缩小预处理。在二维图像特征点检测与匹配阶段，使用了具有良好的不变性和很强的匹配能力的SIFT算法，首先抽取每幅经过预处理后的平面图像的SIFT特征，接着随机选取两幅相邻的平面图像进行特征匹配，找到经过特征匹配后的点对，并在原图像中标注出所

4、有的特征描述符，但是在图像匹配过程中，出现了错误匹配的情况，这会影响匹配结果的准确度，增加匹配时间，因此，本文采用随机抽样一致性算法来剔除错误匹配的特征点，以得到较为准确的SIFT匹配特征点。在摄像机标定阶段，借助Bundler程序实现摄像机的自标定。针对已经匹配好的特征点，Bundler采用的是基于运动恢复结构的算法来估计所有摄像机的内外参数，同时获取稀疏的三维点云。在三维空间点云的重建阶段，借助PMVS的面片拓展算法把已获取的稀疏点云恢复成稠密的三维点云。关键字：特征匹配；摄像机定标；三维重建IAbstractAbstract3Dreconstructiontechnologyi

5、sareflectionoftherealworldin3Dmodelofasceneorobjectbuild.Recently,thesmartphonehasbeenwidelyused.Thesmartphoneproducemoreandmorepictures.Becausepeople’svisualdemandfor3Dimagebecomesmoreandmorestrong,the3Dreconstructiontechnologywhichcangetthree-dimensionalmodelreceiveswidelyattention.Amongthem,

6、image-based3Dreconstructiontechniquesusesthetwo-dimensionalimageinformationcontainedinthephotographtoreconstructthethree-dimensionalmodeloftheobject.Becauseofitsadvantagesofsimplereconstructionprocess,convenientdataacquisition,fastupdate,ithasbecomethecurrentresearchfocus.Inthispaper,weresearch

7、edimage-based3Dreconstructiontechniques,designedandimplementedbuildingimagesequence-based3Dreconstruction.Afterenteringasetofunorderedimages,image-based3Dreconstructioncanoutputimageinformation.Themainstepsinclude:imageacquisition