[发明专利]一种基于图像序列的三维建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于图像序列的三维建模方法，包括：图像采集、拍照装置标定、图像预处理、特征点提取、立体匹配和三维重建等步骤，通过图像采集、拍照装置标定、图像预处理、特征点提取、立体匹配建立图像序列步骤的各图像的深度图像，通过三维重建步骤利用深度图像，确定不同视角下相同三维特征点的加权平均距离，得到所述建模对象的各三维特征点的三维空间坐标，完成对所述建模对象的三维建模。该方法操作简单，三维建模精度，能达到影像级三维建模的效果，由于不需要利用专业的扫描仪，降低了建模成本低，能满足大众化的需求。

技术领域

本发明涉及三维建模领域，特别涉及一种高精度电影级别的三维建模方法及系统。

背景技术

目前，在很多游戏和立体电影中的三维模型绝大部分需要专业人员通过使用专业的建模工具对物体进行三维建模制作而成，会消耗大量的人力和时间。而使用三维扫描仪对物体三维信息进行提取，存在设备价格太高，会造成三维建模成本过高，不符合大众化的需求。

在对物体进行三维重建的方案中，现有的基于图像的三维重建方法可分为以下几类：(1)单视角三维建模、(2)双视角三维建模和(3)多视角三维建模。由于根据单幅或者两幅图像去获取图像的深度信息对算法的要求高，因此基于单视角和双视角的三维建模方法在精准度上达不到精准三维建模的效果。在已有的多视角三维建模方案中，通常是将摄像设备环绕物体运行进行动态拍摄，获取所需三维建模物体的360度的图像，再将图像传输至计算机进行三维建模，但此方法在一定程度上对环绕的拍摄角度及拍摄速度要求比较高，且由于光照的不均匀分布，会导致三维建模的误差较大，不能满足现有的影视行业中的高精度三维建模的需求。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于图像序列的三维建模方法及系统，能以简单方式获取物体的图像序列为基准进行高精度三维建模，满足影视、游戏行业对高精度三维建模的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种基于图像序列的三维建模方法，包括：

图像采集：在相同光照条件下，通过立体环绕在所需三维建模的建模对象的周围分布设置的多个拍照装置，从多个角度同时采集所述建模对象全方位的多个图像作为图像序列；

拍照装置标定：根据相邻的拍照装置获取到的图像对各拍照装置进行标定，获取各拍照装置的参数；

图像预处理：对所述图像采集步骤采集的多个图像进行降噪处理；

特征点提取：对所述图像预处理步骤处理后的多个图像分别提取各图像的特征点；

立体匹配：根据双视角测距和所述拍照装置标定步骤获取的各拍照装置的参数，将各图像的各特征点转换为三维特征点，并计算得到各图像的深度图像；

三维重建：利用所述立体匹配步骤得出的各图像的深度图像，确定不同视角下相同三维特征点的加权平均距离，得到所述建模对象的各三维特征点的三维空间坐标，即完成对所述建模对象的三维建模。

本发明实施方式还提供一种基于图像序列的三维建模系统，包括：

立体环照光源、多个拍照装置、供电装置、控制装置和建模装置；其中，

所述立体环照光源设有呈均匀球形分布的多个光照点，多个光照点的中心位置为所需三维建模的建模对象的放置位；

所述多个拍照装置呈均匀球形分布，多个拍照装置的中心位置为所述建模对象的放置位；

所述供电装置，分别与所述立体环照光源和所述多个拍照装置电气连接，能分别为所述立体环照光源和各拍照装置供电；

所述控制装置，分别与所述多个拍照装置通信连接，能同时控制所述多个拍照装置采集所述建模对象全方位的多个图像形成图像序列；