[发明专利]一种多视环境下刚性目标三维运动估计方法有效

专利信息
申请号: 201510375052.1 申请日: 2015-06-30
公开(公告)号: CN105046718B 公开(公告)日: 2019-01-11
发明(设计)人: 李秀秀;郑江滨;金海燕;赵明华;鲁晓锋;赵金伟;石争浩 申请(专利权)人: 西安理工大学
主分类号: G06T7/207 分类号: G06T7/207;G06T7/80
代理公司: 西安弘理专利事务所 61214 代理人: 李娜
地址: 710048*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 环境 刚性 目标 三维 运动 估计 方法
【说明书】:

发明公开了一种多视环境下刚性目标三维运动估计方法,具体按照以下步骤实施:步骤1、构建多视目标图像采集环境,并获得多个目标图像;步骤2、根据步骤1中得到的多个目标图像重建目标三维外形S(t),并初始化目标三维外形S(t)的运动参数;步骤3、构建反应目标三维外形多视二维投影与目标图像距离的能量函数E,判断能量函数E是否收敛,如果不收敛,则转到步骤4;如果收敛,则输出目标三维外形S(t)的运动参数,即为刚性目标三维外形S(t)的运动参数;步骤4、更新目标三维外形S(t)的运动参数,转到步骤3。本发明方法对目标三维运动估计不受光照变化以及摄像机色差的影响。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域,具体涉及一种多视环境下刚性目标三维运动估计方法。

背景技术

多视环境中目标三维外形运动估计指的是通过多视环境获取目标多视图像,依据计算机视觉原理恢复目标的三维外形,然后根据多视环境获取的目标的运动视频,使用计算机视觉、数字视频处理方法估计目标的三维外形的运动。多视环境中目标三维外形运动估计方法可获取不同时刻目标三维外形的关联性,因此在虚拟现实、人机交互等方面有着重要的应用。

文献Visual Hull Alignment and Refinement Across Time:A 3DReconstruction Algorithm Combining Shape-From-Silhouette with Stereo(TheComputer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,2003,2,II-375-382)给出了一种多视环境中目标三维外形运动估计方法。该方法首先,在每一时刻,使用shape-from-silhouette方法从刚性目标的多视图像中重建目标的三维外形,然后从不同时刻的目标的三维外形上提取CPS(Colored Surface Points,着色表面点)特征,最后依据不同时刻CPS在多视图像中投影的颜色一致性来估计目标三维外形的运动参数。该方法由于只使用了CPS特征的颜色信息来进行目标三维外形的运动估计,因此无法避免的目标运动过程中的光照变化、多视环境中摄像机的色差对运动估计的影响。此外,该方法由于使用了CPS特征在时间序列上的对应关系,因此其运动估计结果会由于CPS特征分布的不同而不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种多视环境下刚性目标三维运动估计方法,解决了光照变化、摄像机色差对现有方法运动估计结果准确性影响的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种多视环境下刚性目标三维运动估计方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1、构建多视目标图像采集环境,并获得多个目标图像;

步骤2、根据步骤1中得到的多个目标图像重建目标三维外形S(t),并初始化目标三维外形S(t)的运动参数;

步骤3、构建反应目标三维外形多视二维投影与目标图像距离的能量函数E,判断能量函数E是否收敛,如果不收敛,则转到步骤4;如果收敛,则输出目标三维外形S(t)的运动参数,即为刚性目标三维外形S(t)的运动参数;

步骤4、更新目标三维外形S(t)的运动参数,转到步骤3。

本发明的特点还在于:

步骤1具体过程为:

步骤1.1、将nCamNum个摄像机环绕实验场景放置,对摄像机进行标定;

步骤1.2、采集背景图像{Back1,Back2,...,Backj,...,BacknCamNum};

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