3d建筑重建中纹理自动提取与映射方法研究

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1、科技通报Vo1第30卷第1期．3ONo．12014年1月Jan．20143D建筑重建中纹理自动提取与映射方法研究彭声泽，郭兴吉～一～一一～一～．一～一～～一一～蚴一～一～一～=蓍(绵阳师范学院LED研发中心，四川绵阳621006)摘要：提出了一种从3D建筑物图像中纹理提取与映射方法，图像中的3D建筑物基于平面进行重建，通过校正输入图像，融合透视图提取纹理图片，提出了一种新的消除透视扭曲方法，对纹理图像进行校正，通过补偿光源颜色估计纹理色彩。该方法避免了3D测量的中间过程。基于表面微粒提出了一种纹理映射策略，较好地解决了拍摄过程中的相关问题如不均匀光

2、源、高光以及遮挡灯。通过实验证明了该方法能够获取足够的质量，同时用不同的强度图像展示了校正方法的效率。关键词：纹理采样；纹理映射；颜色补偿；图像校正中图分类号：TP317．4文献标识码：A文章编号：1001—7119(2014)01—0072—04TheResearchonTextureExtractionandMappingImpleme一nta～一～ti～一on一一in～一e3D一～一一～一一～一HBuildingRec0nstructiOnPengShengze．GuoXingfi(LEDResearchCentre，MianyangNorm

3、alUniversityMianyang，Mianyang621006，China)0前言集图片中建筑物平面上的纹理构建场景，图1展示了一副建筑物的图片，通过对建筑物的平面进通过图像进行自动3D建模是计算机领域极行识别、分割，从而用平面覆盖整个建筑物，已经具挑战性的研究课题，例如虚拟城市、辅助设计、存在的方法中，大部分都是半自动完成的，通增强现实等等。目前已经有一些基于图像的建模常包括两个步骤：(1)通过较少的建筑物特征(如方法，这些方法的主要着眼点是场景的表示，例点、线等)进行重建，如同自动采用Structure—如，BaillardandZis

4、serman用一个平面集合111，而from—Motion技术照相。(2)选择场景模型并估计Debevec等人则组合使用了一些方法。其参数，第一步通过将建筑物的特征进行聚类，考虑到虚拟环境的工作量问题，本文通过采使其成为更高层次的原始几何特征，如在输人图收稿日期：2013—01—20基金项目：绵阳师范学院项目“熵的对称数学特l生对图像检索的影响研究(项目编号：2012A18)。作者简介：彭声泽(1970一)，男，四川三台人，副教授，主要研究方向：教育技术与多媒体技术。第1期彭声泽等．3D建筑重建中纹理自动提取与映射方法研究73像中识别边等。第二步对

5、这些模型参数进行优单应性进行估计，然后给予优化的单应性对扭曲化组合，降低预测到的边的差异。的平面图像进行矫正。本文通过定点边界线构造源四边形，通常四1纹理采样边形定点可以作为定点边界线的结束点，但是有的点可能存在突出或凹进的特点，因此这些特征给定一个自然光平面序列图像(p)，r=0⋯点可能会偏离两个端点之间的线段，因此，本文T-1，则图片的相应颜色序列Q可以描述为基于识别定点边界如调整两条边界线交叉点的Q：)(1)位置来修正直线，从而确定四边形的顶点。图1(a1显示了一个构造的源四边形。其中P为目标上的可见点在图像上的投影，对于目标上的所有点，纹理

6、采样就相当于解公式(1)，可以通过的3D一2D映射进行求解，使用点P来获得图像中相一致的点P。本文提出了一种不同的方法，该方法给予下面的平面图像采样，避免了使用3D形状模型以及额外的校准数据，该方法的主要思想是根据自然光序列(p)进行平面到平面的临时排列，事实上，每个映射成平面f中的点的3D目标点也图1形状矫正：(a)源四边形(b)目标四边形Fig．1Sshapecorrection(a)sourcequadrilateral(b)target同样位于目标平面f内，因此目标平面f与图像quadrilateral中的平面亍相对应，因此，也可以通过公式

7、(1)对由于透视图捕捉过程损害了线段之间的几f进行计算，并对f的轮廓线上所有的点进行纹何关系，因此，本文构造目标四边形基于源四边理采样。此时，通过图像的光照强度模型就得到形与其近似四边形内的特征数目，四边形的高宽一个目标实体的虚拟视图，通过将平面轮廓进行比例应该是不变的，这里仅仅是一个平均近似，变形补偿以适应图像中的每个平面。所需的补因为不同的平面高宽比可能存在较大的差异。偿最后通过平面索引进行获取，在r=0时，平面排为了是这些相似形尽可能贴近实际，在进行四边列问题的相似算法如下：形矫正时，构造源四边形所选择的两个顶点。(1)根据光照模型，产生一个

8、虚拟视图以及源四边形中的平面图像首先基于相关组件所有的平面T。分析进行计数，四边形的边与相邻四边形的边使(2)通过线段构造