基于图像的树类物体的三维重建.pdf

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1、第25卷第9期计算机学报VOl.25NO.92002年9月CHINESEJ.COMPUTERSSept.2002基于图像的树类物体的三维重建刘彦宏王洪斌杜威李华(中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室北京100080D摘要树类物体的三维重建一直是人们很感兴趣的一个研究内容.该文利用基于图像的建模技术实现了一个从双视点图像重建树木三维模型的系统提出了一个自动获取树木二维主干骨架的方案实现了二维骨架点的对应关系求解三维骨架点的重建~简化及树表面网格的生成.实验结果表明该文提出的方法确实可行~有效.关键词基于图像的建模树骨架立体视觉中图法分类号,TP391Image-Based

2、3DReconstructionoftree-LikeObjectsLIUYan-HOngWANGHOng-BinDUWeiLIHua(Keyla}olatolyofIntellzgentInfolmatzonPlo6eSSzngInStzt~teofComp~tzngTe6hnologyChzneSeA6acemyofS6zen6eSBezjzng100080DAbstract3DrecOnStructiOnOftree-likeObjectSiSalwaySaVeryintereStingprOblem.USingtheimage-baSedmOdelingtechnigue

3、thiSpaperpreSentSamethOdOfrecOnStructing3DmOdelOfthetreebaSedOntwOimageSatdifferentViewpOintS.FirStaSchemeiSintrOducedtOautOmaticallyacguirethe2DSkeletOndataOfmainbrancheS.Thenthe2DSkeletOnpOintSinthetwOimageSarecOrreSpOndedwiththeepipOlarlinecOnStraint.Finallythe3DSkeletOnpOintSarerecOnStruc

4、tedSimplifiedandtheSurfacemeSheSOfthetreearecreated.EXperimentreSultSShOwthatthemethOdpreSentedinthiSpaperiSpracticalandeffectiVe.Keywordsimage-baSedmOdelingtreeSkeletOnStereOViSiOn术重建树体的外轮廓然后提取中心线作为树的主1引言干骨架.最后根据主干骨架与外轮廓数据采用L系统模拟生长出一棵外形相似的树.文献[3J将一棵树类物体的三维重建一直是人们很感兴趣的一树各个视点灰度图像中的树区域归一化用正交逆个研

5、究内容.基于植物生长模型的过程化方法是利投影得到树的三维体数据每个体素赋以所有输入用参数控制来建立一类树木的模型[1J但是这种方图像相应像素灰度的平均值然后根据一定的分枝法很难确定所建立模型的最终形态因此无法得到规则与体素值在树的三维体积中重建树模型.一个特定树木的模型.上述两种方法都只是针对带叶树木建立一个外基于图像的建模技术是获取特定物体三维模型观相似的模型达到自然模拟的效果.但是有时我的一种方法.文献[2J将基于图像的建模技术与过程们想获取一个较为精确的模型这时需要考虑无叶化方法相结合从多视点的定标图像通过体相交技树类物体的三维重建.在医学上人们研究从X光照收稿日期,200

6、2-04-25;修改稿收到日期,2002-06-21.本课题得到国家八六三高技术研究发展规划项目(2001AA231031D资助.刘彦宏男1978年生硕士研究生主要研究领域为计算机图形学与可视化.E-mail,yhliu02@hOtmail.cOm;yhliu@ict.ac.cn.王洪斌男1973年生博士研究生主要研究领域为计算机视觉.杜威男1974年生博士研究生研究方向为计算机图形学~基于图像的绘制~人机交互技术.E-mail,duwei@ict.ac.cn.李华男1957年生博士研究员博士生导师研究方向为计算机图形学~计算几何~虚拟现实和医学图像处理.Z计算机学报ZOOZ年片

7、基于对应点来重建血管的三维模型[9]计特性9将RGB各颜色分量的差值信息与绝对值9通常作为无叶树类物体处理.信息相结合9利用阈值法实现分割.图1的分割结果树木的表面点在图像中很难寻找对应关系9因如图Z所示.为一棵树木的表面纹理非常相似或近于没有纹理9而且树干的圆柱形状使得相同点在另一不同视角就可能看不到了9所以通过树木表面点的对应来重建是不可取的.本文基于树木二维骨架点的对应9实现了一个从双视点图像来重建树木三维模型的系统.1提出了一个自动获取树木二维主干骨架数据的方案Z求解了二