The invention discloses a key frame extraction method for three-dimensional reconstruction of RGBD. First, the RGBD data stream captured by camera and the camera pose estimated by visual odometry are divided into a set of adjacent data frames. For each set of data, according to the camera pose and camera parameters of each frame to the first frame depth image projection depth; each of the first frame RGB image to the rest of each frame of image projection, by linear interpolation method each projection gray value of the image by RGB. Then, the fuzzy degree of each frame RGB image is estimated, and the weight of the projection RGB image is obtained by combining the weight of the corresponding projection depth image. According to the obtained weights, the intra group projection depth image and the projected RGB image are fused respectively to obtain the RGBD key frame. The invention reduces noise and cavity depth camera data acquisition, get the depth image and RGB image is clear, provide a reliable source of data for other work pose global optimization and texture extraction in 3D reconstruction.
【技术实现步骤摘要】
一种面向RGBD三维重建的关键帧提取方法
本专利技术属于计算机视觉与计算机图形图像处理领域,具体地说是一种RGBD数据流中关键帧的提取方法,该方法为基于RGBD数据流的三维重建中相机位姿估计优化以及纹理重建的研究提供了更可靠的数据来源,对基于RGBD数据的三维重建技术的研究有着重要意义。
技术介绍
随着深度传感器的普及和三维重建技术的发展,近年来基于RGBD数据的三维模型重建的研究正在兴起。与传统基于RGB图像的三维重建相比,深度图像提供了场景的三维信息,极大地提高了三维重建的可行性和精度。而关键帧提取在相机的位姿估计、相机重定位以及纹理重建中都起到重要的作用。目前针对三维重建的关键帧提取的方法可以分为以下三类:一是基于时间戳的方法,该类算法以时间戳或帧数为单位,每隔一定的时间或帧数提取数据作为关键帧。这类方法实现简单、时间效率极高,关键帧的选取会受到扫描速率的影响;二是基于帧间运动检测的方法,该类方法计算每一帧数据与上一关键帧的相机相对位姿变换,根据大小决定是否加入关键帧序列;三是基于图像特征的方法,如Philip等人根据帧间对应特征点的数量提取关键帧。这类方法对相机的参数依赖性不高,但由于实际运行效率问题,适合应用在实时性要求不高的三维重建中。上述关键帧提取方法通常会面临关键帧的质量较低问题,如深度图像的噪声、空洞以及RGB图像的运动模糊等,对相机位姿的优化以及纹理提取等都有一定的影响。
技术实现思路
为克服上述缺点,本专利技术的目的在于根据RGBD数据流的特点,结合三维重建的需求,利用局部精确的相机姿态,研究一种融合多帧数据,在尽量保持原始数据特征的情况 ...
【技术保护点】
一种面向RGBD三维重建的关键帧提取方法,其特征在于包括以下步骤:步骤(1)、将标定后的深度相机和彩色相机采集的RGBD数据流按照时间戳分组,相邻若干帧的深度图像、RGB图像和用视觉里程计估计的相机位姿为一组数据;步骤(2)、对每一组数据,根据深度相机的内部参数,将每一帧深度图像映射到三维空间中,然后根据相机位姿向组内第一帧深度图像投影,得到投影深度图像,投影的过程中更新投影深度图像中相邻的整数坐标的像素值,对投影深度图像的每一个像素,取与组内第一帧深度图像最接近的深度值为实际深度值;步骤(3)、对投影深度图像的每一个像素,根据相应投影坐标的误差计算其权值,对组内每一帧投影深度图像,以加权平均的方式计算最终的深度关键帧的像素值;步骤(4)、对每一组数据中的RGB图像,根据彩色相机和深度相机的内外参数以及深度关键帧的像素值,将组内第一帧RGB图像映射到三维空间中,然后根据每一帧的相机位姿分别向组内其余帧的RGB图像投影,用线性插值的方式计算每一个像素的灰度值,得到每一帧图像对应的投影RGB图像;步骤(5)、对每一帧输入的RGB图像,计算其运动模糊程度,结合投影深度图像的权值,计算相应的投 ...
【技术特征摘要】
1.一种面向RGBD三维重建的关键帧提取方法,其特征在于包括以下步骤:步骤(1)、将标定后的深度相机和彩色相机采集的RGBD数据流按照时间戳分组,相邻若干帧的深度图像、RGB图像和用视觉里程计估计的相机位姿为一组数据;步骤(2)、对每一组数据,根据深度相机的内部参数,将每一帧深度图像映射到三维空间中,然后根据相机位姿向组内第一帧深度图像投影,得到投影深度图像,投影的过程中更新投影深度图像中相邻的整数坐标的像素值,对投影深度图像的每一个像素,取与组内第一帧深度图像最接近的深度值为实际深度值;步骤(3)、对投影深度图像的每一个像素,根据相应投影坐标的误差计算其权值,对组内每一帧投影深度图像,以加权平均的方式计算最终的深度关键帧的像素值;步骤(4)、对每一组数据中的RGB图像,根据彩色相机...
【专利技术属性】
技术研发人员:齐越,韩尹波,王晨,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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