[发明专利]一种三维重建的方法、介质、装置和计算设备

说明书

本发明的实施方式提供了一种三维重建方法。该方法包括：基于第一图像和第一图像对应的第一深度图，创建第一图像的初始三维点云；将该初始三维点云重投影至共视图得到图像坐标，并判断该初始三维点云在所述共视图中是否可视；若该初始三维点云在共视图中可视，则将初始三维点云和图像坐标进行融合得到三维重建模型。本发明的方法通过共视图对三维点云进行优化，并将优化后的三维点云与初始三位点云进行融合，从而获得稠密的三维点云数据用以实现高精度的三维重建，提高了三维重建的准确性，降低了三维重建的成本。

技术领域

本发明的实施方式涉及软件技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种三维重建的方法、介质、装置和计算设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

在计算机等虚拟环境内生成物体的三维信息的方法主要有两类：一类是使用几何建模软件通过人机交互生成人为控制下的物体三维几何模型，这一类方法的的技术实现已经十分成熟，如3DMAX、Maya、AutoCAD、UG等软件均支持该技术，这些软件一般使用具有数学表达式的曲线曲面表示几何形状；另一类是通过一定的手段获取真实物体的几何形状，这一类方法的实现技术则通常被称为三维重建(3D Reconstruction)。

三维重建是一种对三维物体建立适用于计算机处理的数学模型的技术，也是在计算机环境下对三维物体进行处理和分析的基础，更是在计算机中建立用于表达客观世界的虚拟现实的关键技术。可以理解的，三维重建是指利用物体的二维投影恢复该物体的三维信息(形状等)的数学过程和计算机技术，包括数据获取、预处理、点云拼接(融合)和特征分析等步骤。如微软公司的Kinect Fusion等传统的三维重建技术是基于kinect等深度采集设备来采集深度图，由于深度采集设备采集到的深度图精度高、噪声小，该深度图可以直接投影至三维点云，通过三维点云的ICP配准来解算相机位姿，从而根据解算出的相机位姿进行点云融合、场景构建等过程实现三维重建。但受限于深度采集设备，传统的三维重建技术存在成本较高、设备体积大、应用场景较为局限等问题。

为了解决上述问题，随着手机、运动相机、航拍无人机等移动设备的发展，如单目SLAM算法等基于机器视觉的单目相机建图技术应运而生。这项技术通常是通过机器视觉算法对相机进行定位跟踪，采用重投影、立体匹配等方法估计出该三维物体的深度信息来实现三维重建的，这使得这项技术可以解决上述传统的三维重建技术存在的问题。但这项技术仍存在以下几个缺陷：第一，单目相机无法获取其拍摄到的三维物体的尺度信息。第二，由于机器视觉算法无法获取到稠密的三维点云数据，因此通过这项技术仍无法实现稠密三维重建，即恢复三维物体的表面。

综上，亟待设计一种三维重建技术，用于克服传统的三维重建技术和现有的单目相机建图技术存在的问题。

发明内容

传统的三维重建技术受限于深度采集设备，存在成本较高、设备体积大、应用场景较为局限等问题。而现有的单目相机建图技术通过采用重投影、立体匹配等方法估计出该三维物体的深度信息来实现三维重建的，这使得这项技术可以解决上述传统的三维重建技术存在的问题。但现有的单目相机建图技术仍存在以下几个缺陷：第一，单目相机无法获取其拍摄到的三维物体的尺度信息。第二，由于机器视觉算法无法获取到稠密的三维点云数据，因此通过这项技术仍无法实现稠密三维重建，即恢复三维物体的表面。

为此，非常需要一种改进的三维重建的技术方案，用以克服现有的三维重建技术存在的技术问题。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种三维重建的方法、装置、介质和计算设备。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种三维重建方法，包括：基于第一图像和第一图像对应的第一深度图创建第一图像的初始三维点云；将初始三维点云重投影至共视图得到图像坐标，并判断初始三维点云在共视图中是否可视；若初始三维点云在共视图中可视，则将初始三维点云和图像坐标进行融合得到三维重建模型。