基于多角度图像的三维模型纹理映射方法研究

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1、分类号：TP391学校代码：10697密级：公开学号：201520982硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION基于多角度图像的三维模型纹理映射方法研究学科名称：软件工程作者:王淼指导老师：耿国华西北大学学位评定委员会二○一八年ResearchonTextureMappingMethodof3DModelBasedonMulti-viewImagesAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeri

2、ngByWangMiaoSupervisor:GengGuohuaProfessorJune2018摘要摘要文物是研究历史、文化、政治的重要资料，但由于人类活动、自然因素等影响，很多文物正在不断地遭到破坏。因此将文物进行数字化使其可以永久保存，在文物保护和修复领域具有重要意义和应用价值。本文针对目前数字化技术中存在重建效果差、成本高、效率低等问题，提出基于多角度图像的三维模型纹理映射方法并将其应用于文物数字化保护。利用纹理映射技术，通过将相机拍摄的多角度高分辨率图像映射到几何模型上，提高文物的真实感，最终得到高质量、高保真的三维文物模型。本文主要创新性工作如下：（1）提出基于多角度图

3、像的三维模型纹理映射框架。结合几何模型和多角度图像，首先将二维图像与三维点云数据进行配准得到图像与点云数据的对应关系，然后根据配准结果进行无缝纹理映射构建高质量的纹理模型。相较于传统方法，本文方法有精度高、效率高、成本低等特点。（2）多角度图像与点云数据的配准。对多角度图像进行稀疏点云重建，将二维图像与三维点云模型的配准转化为两个三维点云的配准。提出基于随机抽样一致的粗配准算法，提高粗配准的精度和效率，并在粗配准结果的基础上进行精细配准得到两个点云的变换矩阵，完成对多角度图像与点云模型的配准。（3）多角度图像的无缝纹理映射。提出改进的基于马尔可夫随机场的无缝纹理映射方法，对纹理数据进

4、行精简和纹理缝隙处理。算法分析和实验结果证明了本文方法所获取的纹理映射效果更具真实感。关键词：多视图纹理映射，图像与点云配准，纹理优化，无缝纹理，三维重建IABSTRACTABSTRACTCulturalrelicsareimportantmaterialsforthestudyofhistory,cultureandpolitics.However,duetotheinfluenceofhumanactivitiesandnaturalfactors,manyculturalrelicsareconstantlybeingdestroyed.Therefore,digitizati

5、onofculturalrelicscanbepreservedpermanently,whichisofgreatsignificanceandapplicationvalueinthefieldofconservationandrestorationofculturalrelics.Thispaperaimedatthepresentproblemsofpoorreconstructioneffect,highcostandlowefficiencyindigitaltechnology,putsforwardanewsetof3dmodelbasedonmulti-viewim

6、agetexturemappingmethodandappliedtodigitalprotectionofculturalrelics.Basedontheexistingmodel'spointclouddataandthemulti-viewhigh-resolutionimagescapturedbythecamera,texturemappingfinallyobtainsthehighqualityandhighfidelity3dculturalrelicmodel.Themainworkisasfollows:(1)Amethodof3Dmodeltexturemap

7、pingbasedonmulti-viewimagesisproposed.Combinedwithgeometricmodelandmulti-viewimages,thecorrespondingrelationbetweentheimagesandthepointclouddataisobtainedbyregistrationoftwo-dimensionalimageandpointclouddata,andthenahigh-qualityte