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大勢智慧是一家專注于真實世界三維數(shù)字化重建及三維數(shù)據(jù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè),公司在城市高精度三維建模、模型應(yīng)用及語義化理解和文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護領(lǐng)域具有先進的技術(shù)優(yōu)勢和豐富實踐經(jīng)驗。
深度值指的目標(biāo)物體與測量器材之間的距離。深度值的大小只與距離有關(guān),而與環(huán)境、光線、方向等因素?zé)o關(guān),所以深度圖像能夠真實準確的體現(xiàn)景物的幾何深度信息。通過建立物體的空間模型,能夠為深層次的計算機視覺應(yīng)用提供更堅實的基礎(chǔ)。
SDF值等于此體素到重建表面的zui小距離值。當(dāng)SDF值大于零,表示該體素在表面前;當(dāng)SDF小于零時,表示該體素在表面后;當(dāng)SDF值越接近于零,表示該體素越貼近于場景的真實表面。KinectFusion技術(shù)雖然對場景的重建具有g(shù)ao效實時的性能,但是其可重建的空間范圍卻較小,主要體現(xiàn)在消耗了極大的空間用來存取數(shù)目繁多的體素。
為了解決體素占用大量空間的問題,Curless等人提出了TSDF (Truncated Signed Distance Field,截斷符號距離場)算法,該方法只存儲距真實表面較近的數(shù)層體素,而非所有體素。因此能夠大幅降低KinectFusion的內(nèi)存消耗,減少模型冗余點。
表面生成的目的是為了構(gòu)造物體的可視等值面,常用體素級方法直接處理原始灰度體數(shù)據(jù)。Lorensen提出了經(jīng)典體素級重建算法:MC(Marching Cube,移動立方體)法。移動立方體法首先將數(shù)據(jù)場中八個位置相鄰的數(shù)據(jù)分別存放在一個四面體體元的八個頂點處。對于一個邊界體素上一條棱邊的兩個端點而言,當(dāng)其值一個大于給定的常數(shù)T,另一個小于T時,則這條棱邊上一定有等值面的一個頂點。然后計算該體元中十二條棱和等值面的交點,并構(gòu)造體元中的三角面片,所有的三角面片把體元分成了等值面內(nèi)與等值面外兩塊區(qū)域。連接此數(shù)據(jù)場中的所有體元的三角面片,構(gòu)成等值面。合并所有立方體的等值面便可生成完整的三維表面。
在計算機視覺中, 三維重建是指根據(jù)單視圖或者多視圖的圖像重建三維信息的過程. 由于單視頻的信息不完全,因此三維重建需要利用經(jīng)驗知識. 而多視圖的三維重建(類似人的雙目定位)相對比較容易, 其方法是先對攝像機進行標(biāo)定, 即計算出攝像機的圖象坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的關(guān)系.然后利用多個二維圖象中的信息重建出三維信息。常規(guī)的3D shape representation有以下四種:深度圖(depth)、點云(point cloud)、體素(voxel)、網(wǎng)格(mesh)。