計算機視覺三維重建若干技術的思考

李伊涵 湖南省長沙市南雅中學

計算機視覺三維重建若干技術的思考

李伊涵 湖南省長沙市南雅中學

計算機視覺技術是近些年研究的熱點之一。原因在于，計算機視覺技術在眾多領域中具有非常大的應用價值。而三維重建技術是計算機視覺技術中一個重要的組成部分。因此，本文主要就計算機視覺技術與三維重建技術的特點、三維重建技術的應用進行研究與分析。

計算機視覺技術 三維重建技術 特點 應用

基于三維重建技術的重要性及其在無人機、無人駕駛汽車等產業有廣泛應用，并產生了重要的影響與價值，而普通高中生對此技術了解甚少的現狀。本文重點介紹了其三大特點：可將二維圖像轉化為三維；可使機器產生自主觀察、適應環境的能力；可提高畫質并采取信息匹配。并分析論述了其雙視點、多視點方面的應用，提高三維重建技術應用的質量與效率。

1 計算機視覺技術與三維重建技術的特點

計算機視覺技術在近些年中獲得了非常大的進步與發展，對于各個領域的貢獻也越來越大。而隨著社會的發展，眾多的學科也在計算機視覺技術中進行了應用，使得計算機視覺技術具有了非常大的應用價值與無限的市場空間。計算機視覺技術進行應用的主要特點是使得計算機通過對二維圖像的處理擁有三維圖像的認知，可以使計算機視覺技術最終像人一樣可以對周邊的世界環境進行觀察，形成自主適應環境的能力。而三維重建技術可以通過對于攝像機的標定、進行科學的圖像信息的提取與匹配、對于多幅的圖像進行三維重建最終提高圖像的質量，增強計算機視覺技術的應用效果。

2 三維重建技術的應用

本文介紹的三維重建技術應用主要通過對于多幅圖像的三維重建方式來完成的，重點對于多幅圖像的初始化結構與運動、多視點的三維重建來進行，希望對于三維重建技術有比較深刻的分析。

2.1 多幅圖像初始化結構與運動

我們進行多幅圖像的初始化結構與運動需要尋找出兩個合適的視點來完成有關工作，建立起具有原始特點的三維模型，進行兩種圖像特征點的匹配。具體來講，第一，應用兩幅圖像共同組成一個具有重建特點的參考坐標系，使得一臺攝像機的位置進行固定，另一臺攝像機可以根據旋轉的矩形進行向量的平移，從而得出相對的投影矩陣，同時需要保障兩幅圖像中攝像機內部參數具有一致性。第二，我們結合兩幅圖像中的兩個對應點以及攝像機投影矩陣的位置完全可以計算出三維空間的坐標，再應用三角原理使得反投射線與攝像機之間的機線構成一個完整的三角形，最終可以使得攝像機投影矩陣的應用具有科學性。

2.2 多幅圖像多視點的三維重建

多視點的三維重建是在雙視點的基礎上進行的一種應用方式，可以使得我們對于圖像的位置、清晰度進行更好的把握，有利于分析質量與水平的提升。具體來講，第一，確定攝像機的投影矩陣，把投影坐標的位置進行準確獲得，尋找出更多的匹配點，使得我們應用計算機視覺技術與三維重建技術可以進行更多匹配點的獲得，使得多視點的三維重建的投影坐標可以與其它圖像中的投影坐標非常接近，有利于優化三維重建的結構。第二，在整個的圖像中陸續會出現一些新的特征以及重建點，我們需要制定出一些行之有效的方法避免因為失誤匹配導致圖像異常情況的出現而影響到圖像的質量與水平。第三，我們需要應用多種的方式進行三維重建紋理的融合，使得攝像機中圖像的顏色、結構、形態、位置更加的清晰，有利于這種技術在未來具有巨大的市場價值，可以為我國經濟的發展與社會的進步做出更大的貢獻。比如：調整攝像機拍攝圖像的角度與位置，應用外推法進行圖像紋理的融合，使得其在全局中具有最優的紋理色彩。同時，應用圖像分割的方式也是進行物體表面分割的一種方式，使得圖像紋理的接縫被消除，使得在計算機上具有三維真實感的模式得以重建[3]。第四，我們需要充分的應用復合權重的方式對于計算機中圖像紋理的顏色等進行重新的調整，使得其圖像的紋理顏色進行平滑過渡，使得我們對于具有真實感的三維模型進行科學的重建。比如：我們以應用計算機視覺技術中的三維重建技術對于兵馬俑的圖像分析來舉例子進行說明。通過應用這種方式，我們可以在計算機上對于兵馬俑的圖像進行更加清晰的觀察，有利于對其進行更加科學、客觀的研究與分析。比如：應用三維重建技術對于兵馬俑的圖像來分析，可以清楚感知兵馬俑的顏色、輪廓、結構、高度、大小、具體位置等等，有利于我們對其圖像進行更加明確的分析與觀察。

3 結論

對于計算機視覺技術三維重建技術進行研究與分析，有利于這種技術在眾多領域中進行應用，使得其具有非常大的市場價值。而對于我國高中生來講，對于計算機視覺技術三維重建技術進行研究，可以提高我們的計算機水平，有利于今后的學習與發展。

[1]劉星明,劉曉利,張平安,王輝靜,劉君堯. 基于計算機視覺的三維重建技術研究[J]. 深圳信息職業技術學院學報,2013,03:13-19.

[2]. 自動化技術、計算機技術[J]. 中國無線電電子學文摘,2008,01:168-239.

[3]趙顏利. 計算機視覺三維重建若干技術研究[D].南京理工大學,2007.

[4]林育斌. 基于計算機視覺的三維重建技術研究[D].天津大學,2010.