基于单目摄像头的实时三维重建
[Abstract]:3D reconstruction is an important research field in computer vision. It can be widely used in 3D navigation, online shopping, 3D printing, computer photography, video games and cultural heritage protection. With the increasing computing power of computer and the pursuit of real-time interactive experience, real-time 3D reconstruction is becoming a new research hotspot. The real-time 3D reconstruction based on a single camera requires not only the real-time estimation of the camera's attitude, but also the real-time estimation and fusion of the depth map of the image. Therefore, we first estimate the camera attitude accurately, then quickly generate accurate depth map according to local information. Finally, we adopt an efficient fusion method suitable for real-time interaction to perform fusion processing. In order to achieve the above goal, a real-time 3D reconstruction system based on single-camera is developed in this paper. The system can generate 3D model of scene directly from real-time video data collected by monocular camera. The system flow mainly includes three parts: firstly, the (SLAM) system is constructed by simultaneous location and map, the camera attitude is estimated for video sequence, and the key frame is extracted to optimize the attitude of key frame. Then the key frame is used as the reference frame for fast depth recovery. The depth recovery of the system adopts plane scanning algorithm and probability-based depth inference method. The depth information of key frames is fused and scene 3D reconstruction is carried out based on the local optimization of depth recovery results. In order to meet the requirements of real-time application, we accelerate the depth recovery with GPU parallel, and use spatio-temporal consistency constraints and connected component analysis to process the depth of restoration. The quality of the generated 3D model is ensured by eliminating the areas with poor quality of depth recovery. The system provides a good user interface and interactive operation. It can visualize the current reconstructed 3D point cloud or mesh surface in real time to guide the user to complete the complete 3D scanning of the target object or scene. The reconstructed 3D model can be saved locally. The results of 3D reconstruction show that the system is effective and can meet the needs of practical applications.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41
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,本文编号:2254670
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