[发明专利]三维立体模型的建立方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种建立方法，尤其涉及一种三维立体模型的建立方法和其对应装置。

背景技术

随着影像处理技术的进步，视觉效果的呈现逐渐地由二维平面拓展至三维空间。传统上建立三维影像的方法，是使用单一台相机，环绕一实体对象依序拍摄多张二维影像，再搭配此二维影像相对应的深度信息，来建立对应的三维影像。其中深度信息代表二维影像中各个对象的远近距离，能推论出何者对象在二维影像中的前面，即在画面前方或在画面后方。通过二维影像和深度信息转换出的三维点云，来合成出此实体对象的三维立体模型。在合成的过程中，是利用相邻两影像的深度信息，来分别决定拍摄此相邻两影像时相机的旋转角度与位移量，并根据此旋转角度与位移量，将后一影像三维点云叠合在前一影像的对应三维点云上，当各角度影像的三维点云均叠合在一起时，即能合成三维立体模型。

然而，上述的叠合方法，在相邻两影像叠合部分具对应的三维点云时，的确可完整建构三维立体模型。然，一旦在叠合计算旋转角度与位移量发生误差，造成某一拍摄影像叠合部分的三维点云无法和前一影像的三维点云进行对应，即使仅为单一影像误差，亦无法完成三维立体模型的建构。再者，上述的叠合方法，是根据拍摄进度，依序将拍摄影像的三维点云叠合在前一拍摄影像的对应三维点云上，当拍摄结束后，三维立体模型的建构亦完成。因此，叠合计算所发生误差会持续累积，而无法即时更正，造成呈现的三维立体模型有破洞或和实体对象外观不合。

发明内容

鉴于上述，本发明提供一种三维立体模型建立方法和装置，利用连续影像的深度信息，先推估一最佳相机移动路径，再根据此相机路径，进行各影像的三维点云叠合，借以避免因为旋转角度与位移量计算误差，造成三维立体模型的建构失败。

本发明的一方面是在提供一种三维立体模型建立方法，是用以对一实体对象建立一三维立体模型。首先，将多个影像的深度数据转换为多个三维点云信息。接着，根据这些三维点云信息，分别计算一相机在拍摄每一影像时，相对于此相机在拍摄前一影像时的一移动参数。当根据每一影像的对应移动参数将每一影像的三维点云信息合并于前一影像的三维点云信息时，计算一合并能量值。接着，变化移动参数，以最小化合并能量值，并根据变化后的移动参数决定一相机移动路径。最后根据此相机移动路径，建立该实体对象的一三维立体模型。

本发明的另一方面是在提供一种包含软件的计算机程序产品。其中此软件是由一处理器系统实行，以执行下述步骤建立一实体对象的三维立体模型。首先，将多个影像的深度数据转换为多个三维点云信息。接着，根据这些三维点云信息，分别计算一相机在拍摄每一影像时，相对于此相机在拍摄前一影像时的一移动参数。当根据每一影像的对应移动参数将每一影像的三维点云信息合并于前一影像的三维点云信息时，计算一合并能量值。接着，变化移动参数，以最小化合并能量值，并根据变化后的移动参数决定一相机移动路径。最后根据此相机移动路径，建立该实体对象的一三维立体模型。

本发明的另一方面是在提供一种产生三维立体模型的装置，是用以产生一实体对象的一三维立体模型。包含：一输入、一转换器、一移动参数值产生器、一第一计算器、一第二计算器、一相机移动路径产生器和一三维立体模型产生器。输入，是用以接收多个影像的深度数据，其中是以一相机环绕实体对象依序对实体对象拍摄这些影像。转换器，是用以将这些影像的深度数据转换为多个三维点云信息。移动参数值产生器，是用以根据这些三维点云信息，分别产生相机在拍摄每一影像时，相对于在拍摄前一影像时的一移动参数。第一计算器，当根据每一影像的对应移动参数将每一影像的三维点云信息合并于前一影像的三维点云信息时，计算一合并能量值。第二计算器，变化这些移动参数，以最小化合并能量值。相机移动路径产生器，根据变化后的这些移动参数产生一相机移动路径。一三维立体模型产生器，根据相机移动路径，产生实体对象的一三维立体模型。

综上所述，本发明三维立体模型的重建方法，是先根据计算出的相机旋转量和位移量，建构一合理的相机拍摄路径。接着，再根据相邻两影像的三维点云和对应的相机旋转量和位移量最佳化此相机路径。最后，再依此最佳相机路径进行三维点云叠加。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的三维立体模型重建方法流程图；

图2展示一种计算机可读媒体；

图3为根据本发明一实施例用以产生一实体对象的三维立体模型装置概略图；

图4所示为根据本发明一实施利由一相机对一欲建构三维立体模型的实体对象进行连续拍摄的概略图。

具体实施方式