旋轉視圖的三維重構.pdf

1、近年來， 隨著3D模型在工程設計、建筑設計、文化遺產的保存和游戲娛樂等領域的廣泛應用，為了滿足對3D模型日益增長的需求，開發(fā)低成本的3D模型獲取系統(tǒng)就具有了重要的實際意義和理論研究價值。計算機視覺為解決低成本的獲取3D模型這一問題提供了一條路徑，計算機視覺的基本任務是根據世界景物的圖像去理解景物的結構，其中一個最突出的成就是根據多幅未標定的圖像計算攝像機的內參數、攝像機的運動及恢復景物的三維形狀。
　　 基于圖像的三維重構一直是

2、計算機視覺領域研究的熱點問題之一，常用的三維重構方法有多視圖幾何方法、由陰影恢復形狀方法、水平集方法和基于散焦圖像的方法等。本論文從計算機視覺的幾何理論出發(fā)，研究了單幅未標定旋轉曲面圖像的三維度量重構和多幅未標定的單軸旋轉運動圖像序列的三維度量重構。在旋轉過程中，物體上任意一點的運動軌跡是一個圓，所以整個物體在旋轉過程中會形成一個“虛的旋轉曲面”，因此本文把這兩種情況結合起來進行研究。本論文的主要研究內容和研究成果如下：
　　

3、（1）攝像機標定是指根據圖像計算攝像機的內參數，是實現未標定圖像三維度量重構必不可少的一步，因為在攝像機未標定情況下，只能實現射影重構，無法實現度量重構。本文重點研究了基于同軸圓的攝像機標定方法，該方法利用絕對二次曲線的像僅與攝像機內參數有關的性質，對絕對二次曲線的像進行Cholesky分解得到攝像機的內參數。本文在Colombo等人的研究基礎上，推導出了新的計算絕對二次曲線的像的公式，實現了攝像機的標定。
　　 （2）如果沒有

4、任何先驗知識，由單幅未標定圖像恢復景物的三維結構幾乎是不可能的，本文研究了由單幅未標定旋轉曲面的像的三維度量重構，由于旋轉曲面的每一個橫截面都是圓，其在圖像上的投影是橢圓，這一性質為單幅未標定旋轉曲面的像的三維度量重構提供了足夠的先驗知識。本文根據這個性質，從平面透射公式出發(fā)，推導出了計算這些橢圓的公式，并推導出了橢圓的反向投影公式，從而實現了旋轉曲面的三維重構。
　　 （3）基于未標定的單軸旋轉運動圖像序列的三維度量重構主要分