[发明专利]透明物体的三维重建方法、装置、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种透明物体的三维重建方法，所述方法包括：

获取待重建透明物体在不同观察视角下的轮廓图和光线对应关系，获取待重建透明物体的初始透明物体模型，并通过反向光线跟踪过滤所述光线对应关系的光线中涉及多次折射和全反射的光线；

获取待重建透明物体的初始透明物体模型在各个摄像设备视角下的表面法向量与斯涅耳法向量，通过约束所述初始透明物体模型各个摄像设备视角的表面法向量与斯涅耳法向量一致性对所述初始透明物体模型进行第一优化，获取点云重建模型；

获取所述初始透明物体模型的泊松采样点，根据所述泊松采样点更新所述点云重建模型；

根据所述待重建透明物体的轮廓图与所述更新后的点云重建模型的投影对所述更新后的点云重建模型进行第二优化；

对所述第二优化后的点云重建模型进行三维重建，获得三维模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二优化后的点云重建模型进行三维重建，获得三维模型之后还包括：

将获得的所述三维模型重新作为初始透明物体模型，返回获取待重建透明物体的初始透明物体模型在各个摄像设备视角下的表面法向量与斯涅耳法向量的步骤，并累计返回次数；

当所述返回次数达到预设次数时，停止返回获取待重建透明物体的初始透明物体模型在各个摄像设备视角下的表面法向量与斯涅耳法向量的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待重建透明物体的初始透明物体模型在各个摄像设备视角下的表面法向量与斯涅耳法向量之前包括：

获取待重建透明物体各个观察视角下的轮廓图；

根据所述轮廓图通过空间雕刻技术获取初始透明物体模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待重建透明物体的初始透明物体模型在各个摄像设备视角下的表面法向量与斯涅耳法向量包括：

对所述初始透明物体模型各个摄像设备视角进行反向光线跟踪，获得每条光线与所述初始透明物体模型的前相交点与后相交点；

在所述前相交点与所述后相交点处依据斯涅耳定理计算出对应的斯涅耳法向量；

通过初始透明物体模型的表面形状获取所述前相交点与所述后相交点处的表面法向量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述初始透明物体模型的泊松采样点，根据所述泊松采样点更新所述点云重建模型包括：

在所述初始透明物体模型上应用泊松圆盘采样获得泊松采样点；

获取所述泊松采样点的自适应支撑半径；

根据所述自适应支撑半径将所述泊松采样点通过局部一范数中值投影对所述点云重建模型进行去噪处理，根据所述泊松采样点通过拉普拉斯平滑性约束对所述点云重建模型进行平滑性处理，更新所述点云重建模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述初始透明物体模型的轮廓图，根据所述初始透明物体模型的轮廓图与所述更新后的点云重建模型的投影对所述更新后的点云重建模型进行约束包括：

获取二值标识函数；

通过所述二值标识函数构建第一公式；

通过第一公式约束所述初始透明物体模型的轮廓图与所述更新后的点云重建模型的投影的一致性；

所述第一公式为：

其中，表示位移向量。V(默认值是72，摄像设备旋转一周每5度采集一次)是采集轮廓图的摄像设备视角数目。表示在摄像设备视角v下泊松采样点的二维投影点，P_v表示该视角对应的投影矩阵。表示轮廓图Ω_v的边界，即当前视角下物体的剪影。是二值标识函数，当位于视角v下重建模型的投影边界上时，该值为1；当不位于视角v下重建模型的投影边界上时则为0。表示在投影平面上从点到的距离。β＝3.5为默认值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取二值标识函数包括：

根据所述更新后的点云重建模型构建拓扑结构；

将所述泊松采样点投影至摄像设备视角下，获得投影点；

根据所述拓扑结构，将所述投影点相互连接获得填充区域，根据所述填充区域的边界来确定二值标识函数。