二维图像三维重构系统开发与实现

２０１５．０８　总第３０８期　文章编号：１　６７３—８８７Ｘ（２０１　５）０８－００１　５－０３　二维图像三维重构系统开发与实现　石　悦，岳　帅，陈义松，刘同海　（天津农学院计算机与信息工程学院，天津３００３８４）　摘要为了解决无接触快速的识别及采集被测物三维相关参数，需研发基于二维图像物体　３Ｄ重构系统。该系统以ｖｃ＋＋和ｏｐｅｎＣＶ为基础，利用了图像传感器获取两幅或多幅二维　图像，基于多目视觉技术，实现了基于双目视觉的摄像头定标、立体匹配、三维重构及其可视　化等功能，通过用双目视觉传感器获取图像后，对图像用ＳｔｅｒｅｏＶｉｓｉｏｎ算法进行３Ｄ重构，进　而对图像进一步挖掘，获取实物的相关数据。通过实验，重建了图书的三维点云数据，并基于　３Ｄ模型，重构图书三维信息及可视化。该系统可为今后基于３Ｄ模型，无接触实现物体三维　测量奠定基础。　．　关键词　图像采集三维重构中图分类号ＴＰ３９１　可视化数据分析　ｄｏｉ：ｌ０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７３—８８７Ｘ．２０１５．０８．００４　文献标志码Ａ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ２Ｄ　Ｉｍａｇｅ　３Ｄ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓｈｉ　Ｙｕｅ，Ｙｕｅ　Ｓｈｕａｉ，Ｃｈｅｎ　Ｙｉｓｏｎｇ，Ｌｉｕ　Ｔｏｎｇｈａｉ　（ＣｏｍｐｕｍｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｍｅｅｎｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｉｎｊ￣ＡｇｒａｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ）　ＡｂｓＣａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ　ｒａｐｉｄ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｌｌｅｃｔ　３Ｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｄｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｉｍａｇｅ　ｏｂｊｅｃｔｓ　ｉｎ　３Ｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｖｃ＋＋ａｎｄ　ｏｐｅｎＣＶ，ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｇｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｉｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｗｏ　ｏｒ　ｔｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　２Ｄ　ｉｍａｇｅ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｍｅｒａ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｂｉｎｏｃｕｌａｒ　ｖｉｓｉｏｎ，ｓｔｅｒｅｏ　ｍａｔｃｈｉｎｇ，ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｖｉｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇｙ，ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｂｉｎｏｃｕｌａｒ　ｖｉｓｉｏｎ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｉｍａｇｅｓ　ｆｏｒ　３Ｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｍａｇｅ　ｗｉｈ　ＳｔｅｒｅｏＶｉｔｓｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｎ　ｆｕｒ—　ｔｈｅｒ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｄａｔａ．Ｒｅｂｕｉｌｔ　ｔｈｅ　ｂｏｏｋｓ’ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ　ｄａｔａ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｆｉ—　ｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｒｅｆａｃｔｏｒｅｄ　ｂｏｏｋｓ’３Ｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　３Ｄ　ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｌａｉｄ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｂｊｅｃｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　３Ｄ　ｍｏｄｅ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，３Ｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏ理论研究。　当前，众所周知，现实生活中的对象都是三维立体的，　但是普通的摄像设备只能获取物体的二维图像，这无形中　丢失了很多重要的物体参数。为了能够准确便捷快速地获　取物体参数，设计出了以仿生人通过双眼观察物体由大脑　的损坏，也能在恶劣环境下对物体进行测量，解决了传统　测量法的各种局限性Ⅲ。　三维重构技术是计算机视觉、人工智能、虚拟现实等　领域研究的热点和难点回。作为计算机视觉中三维数据被　动获取的重要手段，基于图像的三维重构技术能够根据二　维图像中的灰度信息重构出物体的三维形状，因其具有操　作简单、成本低、效率高、适用范围广等特点而备受关注嘲。　处理从而获得物体的三维立体信息这一特点的二维图像　三维重构系统。运用该系统能够在不接触物体的前提下，　全范围采集物体相关参数，既能避免触碰可能对物体造成　收稿日期　２０１５－０８－０５　作者简介　石悦（１９９４一），女，甘肃人，本科在读，研究方向：物联网工程及图像处理研究。　项目基金　国家级大学生创新训练项目（２０１４１００６１０７７）。　通讯作者　刘同海，ｔｏｎｇｈ￣＿１２２７＠１２６．ｃｏｍ。　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ＆ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　１５