复杂先验驱动的三维重建研究

发布时间：2021-06-23 23:58

　　随着近年来影视制作、虚拟现实、三维打印、自动驾驶、智能医疗等产业的发展,三维模型的需求出现爆发式增长,传统的手动建模方法远远无法满足这一需求,准确高效的三维重建方法成为解决这一问题的关键。被动式三维重建方法通过特征匹配或模板适应的方式从图像或视频中恢复三维模型,然而由于图像和视频中的结构特征具有稀疏性和歧义性,传统方法难以精确、鲁棒地重建出三维模型。先验知识的引入为三维重建问题提供了有力约束,显著提升了三维重建方法的精度和鲁棒性。本文围绕先验信息在三维重建方法中的应用展开研究,提出了复杂先验驱动的三维重建方法。传统先验反映较为较为泛化的特征,如平滑先验、轮廓先验等。与之相对的复杂先验反映更为抽象和针对性的信息,如限定目标为人体、人脸、建筑等具有深层一致性特征的对象。复杂先验信息的运用能够提高三维重建算法的精度、速度和鲁棒性。近年来,深度学习方法的发展使得复杂先验能够以数据驱动的方式自动获取,进一步提升了三维重建方法的最高精度。本文的主要研究工作和创新点包括:1.提出了一种鲁棒的单目视频室外人体三维重建方法。该方法结合代价空间方法和深度优化方法,通过一段视频重建出完整的人体模型。该方法对... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１：三维重建技术的应用价值？??

嶋瞧??（Ｃ）电影《加勒比海盗》中运动姿态驱动的三维模型??图１－２：三维模型在电影及相关影视娱乐产业中的应用价值？??三维模型在电影及相关影视娱乐产业中具有重要应用价值。图１－２?Ｕ）展??示了国内首部真人全ＣＧ电影《爵迹》采用的多视点三维重建系统（左侧），??该系统同步拍摄多视点图像，而后通过三维重建算法生成高精度三维模型，??该重建模型经过渲染可以得到逼真的面部图像（右侧）；图１－２?（ｂ）和（ｃ）??展示了在电影三维特效发展史上具有重大意义的作品《阿凡达》和《加勒比海??盗》。这两部作品捕捉真实演员的表情和动作（ｃ和ｂ左侧），驱动三维模型??实现同样的表情和动作，并渲染生成逼真的影像（ｃ和ｂ右侧）。三维特效为??电影提供更广阔的想象空间，创造逼真的、现实中不存在的人物和场景，在电??影拍摄中发挥着越来越重要的作用。创造三维模型是实现这一技术的关键，传??统方法需要消耗大量人力和时间创造三维模型，电影级别的单个高精度模型需??要１０个模型师花费约十天的时间完成

特征匹配的重建方法通过多视点图像间的密集特征对应关系推导出位置，形成点云，进而生成最终的网格模型，如图１－３上部所示（作Ｍ）。特征匹配的重建方法己经经历数十年的发展，目前已确立较高的重建流程，包括图像标定、立体匹配、点云重建和融合、网。由于人体难以像静物一样保持绝对静止，这类方法通常采用采用同步拍摄图片，以确保人体在多个视点下的特征一致。这种拍摄方的多视点同步拍摄设备，因此对拍摄硬件和环境有较高要求。??


本文编号：3245920