[发明专利]一种基于图像与扫描数据的混合三维重建方法

权利要求书

1.一种基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将三维扫描数据分割为一系列点集，平面拟合所得点集；

S2：将属于每一个空间平面的三维点分别投影到两幅图像上，拟合对应于该空间平面的视差层；

S3：通过立体匹配找出主图像中各个像素点所属的空间平面；所述立体匹配方式是：采用将图像块分割为颜色块，并计算每个颜色块所属视差平面；

S4：通过在图像平面进行采样并反投回三维空间，在扫描数据缺失区域添加三维顶点，得到最终的网络模型。

2.如权利要求1所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述方法在步骤S1之前还包括步骤：

SA：对二维图像和扫描数据进行配准，选取对应的三维点和像素点，求出相机内参数以及对应于扫描数据的旋转平移参数；以及

SB：对立体图像进行极线校正，并记录校正之后的相机内外参数。

3.如权利要求1所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述步骤S1中，将三维扫描数据分割为一系列点集之后，先合并共面的点集，并去掉不可靠的点集，然后再平面拟合所得点集。

4.如权利要求3所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述不可靠的点集为顶点数目少于一定阈值的点集。

5.如权利要求1所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述步骤S2中采用迭代的最小二乘方法进行拟合。

6.如权利要求1所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，通过建立并求解能量函数来计算每个颜色块所属视差平面。

7.如权利要求6所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述能量函数为：

E(f)＝E_data(f)+E_smooth(f)

其中，E_data为数据项，E_smooth为平滑项，C_occlude与C_threshold为常数，其 值取决于具体图象对；S₁、S₂表示相邻颜色块，borderlength(S₁，S₂)表示两个颜色块之间的公共边界长度，λ为常数，当f(S₁)≠f(S₂)时δ(f(S₁)≠f(S₂))＝1，否则δ(f(S₁)≠f(S₂))为0；f是标记函数，将每一个颜色块映射到某个特定的平面视差层，S是主图像中的颜色块集合，d表示像素(x，y)对应的视差，S₁，S₂∈NB表示s₁，s₂为两个相邻的颜色，I₁，I₂分别代表两幅图像中的颜色值。

8.如权利要求7所述的基于图像与扫描数据的混合三维重建方法，其特征在于，所述能量函数中的数据项为：

其中当f(S)≠0时，d_offset＝|d(f)-d_initial|，；否则d_offset＝d_dis；d_initial为之前得到的视差值，ω、d_dis为常数。