二维图像三维重构

第36卷 第2期2008年 2月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)

J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition)Vol.36No.2 Feb. 2008

基于多幅深度图像的三维重构技术

章 勤 虢 伟

(华中科技大学计算机科学与技术学院,湖北武汉430074)

摘要:提出基于多幅深度图像的三维重构方法.采用6幅固定视点采样图像,分别代表三维空间中立方体包围盒的6个面;通过对这些二维的采样集合进行三维信号还原,生成一个空间采样样本,可以在视点任意改变的情况下,输出近似的重构图像.该方法由于采样集合固定,经过采样集筛选,背景剔除筛选和棱台视锥体裁减后,可以极大减少待变换的样本集合,采用z-buffer算法解决图像折叠问题.当视点在采样点附近任意变换时,可以重构出比较满意的结果,而且该方法与场景复杂度无关.在纯软件模式下在普通PC机上达到20帧/s的速度,在通过硬件加速情况下可以达到30帧/s.

关 键 词:多幅深度图像;三维重构;立方体固定采样;筛选;场景复杂度

中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1671-4512(2007)12-0088-04

Depthimages-basedapproachfor3Dreconstruction

ZhangQing GuoWei

(CollegeofComputerScienceandTechnology,HuazhongUniversityof

ScienceandTechnology,Wuhan430074,China)

Abstract:Depthimages-basedapproachfor3Dreconstructionwhichemployssixpictureswiththefixedviewerisputforwardinthisessay.Theystandforthefacesofthecubemodelrespectively.Forconverting2Dsampleto3Dsignal,theimageofanyviewingcanbereconstructed.Throughthefixedsamplingofscene,itcanget20fpsinacommonpcafteraseriesoffiltrationbysoftwareandcangetupto30fpsbyhardware.Thez-bufferisusedtosolvetheimagefold.Thebetteroutcomecanbegetwhentheviewingisnotverydifferencetothesampleviewing.Anditisindependenttothecomplexityofscene.

Keywords:depthimages;3Dreconstruction;fixedsampling;filtration;complexityofscene 目前的多幅图像渲染(IBR)算法大多数都是基于单幅深度图像,仅考虑单幅图像的前提下提高精度,提高采样率,改进反走样算法

[1~4]

很多额外的计算量.虽然输出图像视觉效果较单幅有很大提高,但是它导致绘制速度较慢以满足用户实时交互和浏览的要求.

本文基于多幅图像的三维重构技术,在视点任意改变的情况下,以较快的速度,绘制出较令人满意的三维重构结果.基于多幅图像的三维重构方法,只需对渲染的场景进行一次采样,便可多次重构任意视点的输出图像.并可不依赖于硬件,以纯软件方式进行渲染,在普通PC机上能达到20帧/s.若结合硬件对它进行加速,则速度将会有大

[5~9]

,难

.实践

表明:如果要想取得逼真的输出视觉效果,那么新视角的改变不能超过5 ,否则会产生明显视觉错误.上述问题的存在,极大限制了基于单幅深度图像的IBR算法的应用范围.

另外,目前的基于多幅图像的渲染,仍然主要采用的是基于3Dwarp方法,它需要在参考图像之间互相变换,以解决像素间的遮挡关系,增加了

收稿日期:2006-09-11.

作者简介:章 勤(1955-),女,教授;武汉,华中科技大学计算机科学与技术学院(430074).E-mail:qzhang@http://www.mianfeiwendang.com

基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2006AA02Z347).

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