[发明专利]确定代表真实对象皮肤的小面的集合

说明书

本发明特别涉及用于3D重建的计算机实现的方法。该方法包括提供表示真实对象的3D点云。该方法还包括使3D点云与参数表面拟合。该方法还包括将参数表面构成的分区定义为遵循参数表面之间的交叉的定向小面。该方法还包括在分区的定向小面中确定表示真实对象的皮肤的小面的集合。该确定包括最小化能量。能量包括数据项和约束项。随着丢弃的小面和3D点云之间的拟合水平的增加，数据项递增地惩罚丢弃小面。约束项惩罚保持小面形成非皮肤几何形状。这种方法为3D重建提供了改进的解决方案。

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统领域，更具体地涉及用于三维(3D)重建的方法、系统和程序。

背景技术

市场上提供了许多用于对象设计、工程和制造的系统和程序。CAD是计算机辅助设计的首字母缩写，例如它涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的首字母缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造的首字母缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这种计算机辅助设计系统中，图形用户接口在技术效率方面起着重要作用。这些技术可以嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统中。PLM指的是一种业务战略，它帮助公司分享产品数据，应用通用流程，并利用企业知识来开发产品(从概念到其生命结束，跨扩展的企业的概念)。DassaultSystèmes(商标为CATIA，ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心以及实现企业集成和连接到工程中心和制造中心的企业中心。所有这些系统一起提供了开放对象模型，将产品、流程和资源链接起来，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，其推动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

在这种背景和其他背景下，计算机视觉和计算机图形领域提供了越来越有用的技术。实际上，计算机视觉尤其提供了用于3D重建的解决方案，其可以用于3D模型纹理化和/或3D沉浸式体验(例如虚拟现实或增强现实)。

两种3D重建方法是众所周知的。

第一种方法使用“接收器”传感器。这尤其涉及来自RGB图像分析的3D重建。这里，通过对每个图像平面中包含的RGB颜色信息进行多视图分析来获得3D重建。以下文章涉及这种方法：

·“R.Hartley and A.Zisserman：Multiple View Geometry in ComputerVision，Cambridge Univ.Press 2004”；

·“R.Szeliski：Computer Vision:Algorithms and Applications，EditionSpringer 2010”；以及

·“Faugeras：Three-Dimensional Computer Vision:A Geometric viewpoint，MIT Press 1994”。

第二种方法使用“发射器-接收器”传感器。这尤其涉及从RGB深度图像分析的3D重建。这种传感器为标准RGB数据给予额外的深度数据，它是主要用于重建过程的深度信息。以下文章涉及这种方法：

·“Yan Cui et al.：3D Shape Scanning with a Time-of-Flight Camera，CVPR2010”；

·“RS.Izadi et al.：KinectFusion：Real-Time Dense Surface Mapping andTracking，Symposium ISMAR 2011”；以及

·“R.Newcombe et al.：Live Dense Reconstruction with a Single MovingCamera，IEEE ICCV2011”。