一種基于多相機的多介質三維重建算法研究

何露茜++何斌

摘要：隨著計算機技術的快速發展，基于圖像的水下三維重建逐漸成為計算機圖形學和計算機視覺領域的研究熱點之一。但是大部分水下三維重建都是將相機沉入水中完成，本文提出了一種基于多相機的多介質三維重建算法，將相機置于空氣中來實現水下運動捕捉。

關鍵詞：三維重建；多介質；運動捕捉

中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0160-02

2.2 多介質三維重建

因為折射率的印象，中心透視模型不再滿足，均勻介質下的三維重建模型也不再適用。

本文提出了一種多介質的三維重建方法，如圖4所示。

多介質三維重建的過程如下：

（1）光路轉換。在已知相機位姿和標記點在圖像坐標系的位置，獲得標記點光路與水面的焦點，根據折射定律，計算獲得標記點光路在水下的傳播路徑。

（2）標記點匹配。相鄰攝像機的標記點兩兩匹配，計算其光路的最短距離及其交點。根據實驗魚類的游動速度小于為1m/s，拍攝的幀速率為120fps，可以推得標記點的移動范圍小于1cm，由此濾去出錯點。

（3）三維重建。對于第一幀，采用K-means算法對所有候選點進