一種基于多相機(jī)的多介質(zhì)三維重建算法研究

何露茜++何斌

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，基于圖像的水下三維重建逐漸成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但是大部分水下三維重建都是將相機(jī)沉入水中完成，本文提出了一種基于多相機(jī)的多介質(zhì)三維重建算法，將相機(jī)置于空氣中來實(shí)現(xiàn)水下運(yùn)動(dòng)捕捉。

關(guān)鍵詞：三維重建；多介質(zhì)；運(yùn)動(dòng)捕捉

中圖分類號(hào)：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0160-02

2.2 多介質(zhì)三維重建

因?yàn)檎凵渎实挠∠螅行耐敢暷Ｐ筒辉贊M足，均勻介質(zhì)下的三維重建模型也不再適用。

本文提出了一種多介質(zhì)的三維重建方法，如圖4所示。

多介質(zhì)三維重建的過程如下：

（1）光路轉(zhuǎn)換。在已知相機(jī)位姿和標(biāo)記點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系的位置，獲得標(biāo)記點(diǎn)光路與水面的焦點(diǎn)，根據(jù)折射定律，計(jì)算獲得標(biāo)記點(diǎn)光路在水下的傳播路徑。

（2）標(biāo)記點(diǎn)匹配。相鄰攝像機(jī)的標(biāo)記點(diǎn)兩兩匹配，計(jì)算其光路的最短距離及其交點(diǎn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)魚類的游動(dòng)速度小于為1m/s，拍攝的幀速率為120fps，可以推得標(biāo)記點(diǎn)的移動(dòng)范圍小于1cm，由此濾去出錯(cuò)點(diǎn)。

（3）三維重建。對(duì)于第一幀，采用K-means算法對(duì)所有候選點(diǎn)進(jìn)