[发明专利]单幅图像的三维场景重建方法

权利要求书

1.一种单幅图像的三维场景重建方法，其特征在于，包括以下 步骤：

图像输入步骤，输入图像序列中的各幅图像；

特征提取步骤，从所述图像的场景中提取特征，基于提取 的特征进行场景分类、物体识别，从而获取场景语义信息，同 时基于所述提取的特征进行单目几何信息的提取，并获得单目 几何信息；

物体检测步骤，在从图像的场景中提取特征的同时，利用 分类器在所述每一幅图像中标注其内含的各类型物体，并参照 所述场景分类进行物体检测；所述分类器是针对物体识别和物 体部件识别训练得到的，并加入场景分类作为约束条件；

三维图形基元模型选择步骤，根据标注的所述各类型物 体，从三维模型数据库中选取三维图形基元模型；以及

场景三维模型生成步骤，根据所述场景语义信息、所述三 维图形基元模型和所述单目几何信息进行场景三维模型的推 理和验证，从而生成最终的场景三维模型。

2.根据权利要求1所述的单幅图像的三维场景重建方法，其特征 在于，在所述物体检测步骤和所述三维图形基元模型选择步骤 之间还包括物体部件检测步骤，基于所述物体检测的结果，对 所述物体部件进行检测，其中，在所述三维图形基元模型选择 步骤中，根据所述物体检测以及所述物体部件检测的结果选择 所述三维图形基元模型。

3.根据权利要求2所述的单幅图像的三维场景重建方法，其特征 在于，在所述特征提取步骤中，利用所述图像的场景中上下文 相关图像以及自底向上和自顶向下的推理方法对所述场景语 义信息进行层次化的描述，将所述图像的场景描述为场景类别 层、物体层、物体部件层和图像特征层四个层面。

4.根据权利要求3所述的单幅图像的三维场景重建方法，其特 征在于，在对所述场景的语义信息的层次化描述中，基于场景 分类、物体识别获取图像的所述场景语义信息，同时使用所述 场景中各种组成部分的上下文关系，即先验模型，以强化语义 信息，并对所述场景语义信息进行约束。

5.根据权利要求3所述的单幅图像的三维场景重建方法，其特 征在于，使用马尔可夫随机场来描述所述物体层和所述物体部 件层中各个元素之间的空间关系和语义关系，使用上下文无关 文法对各层之间元素的包容关系或者依属关系进行建模，以形 成由基本像素信息到图像特征信息、物体部件信息、物体类别 信息、场景类别信息的统一描述。