[发明专利]基于置信分值来合并三维模型

说明书

技术领域

实施例总体上涉及三维建模。

背景技术

摄影者经常从高处，诸如从飞机，拍摄地球的图像。可以从不同视角（perspective）拍摄这样的航空照片。根据航空照片，可以使用例如立体匹配来构建三维模型。使用立体匹配来构建的模型可能不是完全准确的。例如，由于隐含图像的变化、相机视角的不准确以及立体匹配算法的限制，可能会引入不准确。

所构建的三维模型可以具有相关联的视角。例如，可以从相关联的视角将三维模型表示为深度图。每一个深度图可以提供在名义“相机”与场景的表面之间的每像素距离。虽然深度图可以能够描述从其相关联的视角显而易见的表面的三维特征，然而，深度图可能不能描述从其视角被遮掩的三维特征。出于这个原因，可能需要具有不同视角的多个深度图来完整地描述三维场景。

发明内容

实施例对使用不同视点来生成的多个深度图进行合并。在一个实施例中，一种方法对多个三维模型进行合并，该多个三维模型的每一个已从具有不同视点的相机的图像来生成。该方法包括确定在三维空间中的多个体素（voxel）。对于该多个体素中的各个体素，确定多个距离值。每一个确定的距离值是从该体素沿着用来生成三维模型的相机模型的视角到该三维模型的距离。当所确定的距离值中的至少一个指示在该体素与对应三维模型之间的距离在阈值内或该体素位于对应三维模型之上时，确定指示对应三维模型的相机模型的视角被定向为面向该体素的程度的置信分值，并且至少部分基于所确定的置信分值来确定是否将与该体素相对应的点包括入合并的三维模型。

还公开了系统和计算机程序产品实施例。

在下面参考附图详细地描述了本发明的进一步实施例、特征和优势以及本发明的各种实施例的结构和操作。

附图说明

并入本文并且形成本说明书的一部分的附图图示了本发明，并且与描述一起，进一步用来说明本发明的原理，以使相关领域技术人员能够制作并使用本发明。

图1是图示从不同视点构建的场景的深度图的图。

图2是图示根据实施例的、用于合并深度图的方法的流程图。

图3是图示图1中的场景的体素网格的图。

图4A-B是图示使用体素网格的距离测量的图。

图5是图示如何为距离测量确定置信分值的图。

图6是图示从带符号的距离场对合并的三维模型的构建的图。

图7是图示根据实施例的、用于合并深度图的系统的图。

元素在其中首次出现的附图典型地由相应参考数字中的一个或多个最左边数字指示。在附图中，相同的参考数字可以指示相同或功能相似的元素。

具体实施方式

如上所述，可能需要具有不同视角的多个深度图来完整地描述三维场景。为了产生整个三维场景的表示，该多个深度图可能需要被合并成单个三维表示。更大程度地合并多个深度图的一种方式可以是取得交集。为了取得交集，将移除在任何测量的深度值之上的任何体素。然而，这种技术可能遭受缺陷。具体地，深度图指示三维特征比其实际上深的任何错误测量可能被传播入合并的深度图。

为了应对深度图中的噪声，其他技术可以对测量求平均来合并深度图。然而，如上所述，深度图可能仅描述从其相关联的视角显而易见的三维特征。可能根本不在深度图中表示被遮掩的三维特征。类似地，只能在深度图中以低分辨率来表示没有面向深度图的视角的特征。将这些深度图测量与来自具有三维特征的更直接视图的深度图的测量一起求平均可能降低合并的深度图的准确性。

为了至少部分处理缺点，实施例基于与深度图测量相关联的置信水平来选择哪些深度图测量被合并入最终三维模型。

在一个实施例中，可以使用各种深度图来确定包括多个体素的带符号的距离场。可以对带符号的距离场中的每一个体素进行估算，并且基于如何估算，可以为像素采取三个操作中的一个来帮助确定合并的三维模型。第一，给定阈值距离“t”，当带符号的距离值中的至少一个小于-t时，可以使体素保持为空（例如，为其分配大的负值）。使体素保持为空可以将该体素从合并的三维模型切割出。第二，如果任何带符号的距离值在-t和t之间，则可以将体素的带符号的距离设置成这些值的平均值。通过取得两个值的平均值，可以在该体素处合并两个合并深度图。第三，如果任何带符号的距离值大于t，则可以填充体素（即，为其分配大的正值）。以这种方式，可以对每一个体素进行切割、合并或填充来确定在合并的三维模型中的对应体素。