一种基于智能手机影像的三维信息提取方法技术

本发明专利技术提供一种基于智能手机影像的三维信息提取方法，涉及近景摄影测量与计算机视觉技术领域。本发明专利技术通过对智能手机相机进行标定，获取相机的内参矩阵和畸变系数，利用畸变系数对立体像对进行校正；采用SIFT算法对校正后影像进行特征点提取及匹配，并利用RANSAC算法剔除误匹配点得到初始可靠匹配点；在此基础上，利用同名三角网约束区域增长迭代加密匹配，该过程大大增加已有稀疏点云的数目，获得稠密匹配点云，为三维模型重建提供丰富的点云信息，可以更好的描述地物细节信息，提高三维模型精度。模型精度。模型精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机影像的三维信息提取方法


[0001]本专利技术涉及近景摄影测量与计算机视觉
，尤其涉及一种基于智能手机影像的三维信息提取方法。

技术介绍

[0002]基于影像的三维重建技术是指通过模拟人眼视觉功能，在两幅或者多幅具有重叠范围的影像中提取同名特征并计算其三维信息，进而实现基于数字影像的三维模型重建。目前摄影测量领域影像获取设备多为专业的量测相机，设备成本相对较高。随着智能手机在人们生活中的普及及应用，基于智能手机的三维模型重建将成为研究的热点之一。这一技术实现将有效提高基于影像建模的便捷性，同时大大降低了建模成本及复杂度。
[0003]影像匹配是基于影像三维重建的关键核心步骤，匹配结果的密集度及准确性直接决定重建模型的精度及视觉效果。现有基于影像三维重建过程中影像匹配多采用基于SIFT的稀疏匹配，所得点云数量较少，无法很好的描述重建物体的具体细节。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于智能手机影像的三维信息提取方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手机影像的三维信息提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用张正友相机标定法对智能手机相机进行标定，获取相机的内参矩阵K和畸变系数distortion；步骤2：采用标定后的相机对目标物体进行不同角度拍摄，获取影像I1和I2，构成一组立体像对；步骤3：利用畸变系数distortion对影像I1和I2分别进行校正，得到校正后的影像I
′1和I
′2；步骤4：采用SIFT算法对校正后的影像I
′1和I
′2进行特征点提取及匹配，获取初始稀疏匹配点集S0；步骤5：采用RANSAC算法对初始匹配点进行检核，剔除误匹配点，获取初始匹配点集S；步骤6：根据匹配点集S，利用8点法计算基础矩阵F；步骤7：以匹配点集S为基础构建两影像上同名Delaunay三角网，实现三角网约束的迭代加密匹配，获取密集匹配点集步骤8：以第一幅影像I1的相机坐标系作为世界坐标系，结合相机内参数矩阵K，计算I1和I2获取时，相机的投影矩阵P1和P2；步骤9：利用三角测量方法计算匹配点集中每对同名点的三维坐标，得到三维点云集C，并对点云进行颜色信息赋值，实现智能手机影像的三维信息提取。2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机影像的三维信息提取方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：步骤7.1：根据同名三角网中的所有同名三角形，计算每一组同名对应边的长度比值，选取比值结果中出现频率最高的值作为立体像对的尺度变换率δ，并计算每一组同名对应边的角度差值，选取结果中出现频率最高的值作为立体像对的旋转角度θ；步骤7.2：匹配过程中以I
′1为参考影像，I
′2为搜索影像，逐一遍历参考影像上每个三角形，进行加密匹配；步骤7.3：判断是否有新匹配点产生，如有，利用新的匹配点更新三角网，重复步骤7.2，迭代加密匹配，否则，迭代停止。3.根据权利要求2所述的一种基于智能手机影像的三维信息提取方法，其特征在于，所述步骤7.2具体包括：步骤7.2.1：初始化三角形个数i＝1；步骤7.2.2：选取参数影像上第i个三角形，计算其内切圆圆心T
riη
，将圆心T
riη
作为待匹配点；步骤7.2.3：判断内切圆半径是否大于给定的阈值T
R
，如果大于，转到步骤7.2.4，否则，令i＝i+1，转到步骤7.2.2；步骤7.2.4：确定待匹配点T
riη
的匹配候选点集Γ；步骤7.2.4.1：根据基础矩阵F，计算待匹配点在搜索影像上的核线l＝F
‑1T
riη
，将核线经过搜索影像上第i个三角形内切圆内的像素记为待匹配点的初始匹配候选点集Γ0；步骤7.2.4.2：分别计算待匹配点与初始匹配候选点集Γ0中每个候选点的相似性系数ρ，保留ρ大于相似性系数阈值T
ρ
的候选点，得到匹配候选点集Γ＝{p
′
j
,j＝1,2,
…
,n}，n为
候选点集中包含候选点的数目；步骤7.2.5：判断候选点集合是否为空，若是，令i＝i+1，转到步骤7.2.2，否则，转到步骤7.2.6；步骤7.2.6：分别计算候选点集合中每个点到两交点a、b的距离差绝对值，记为如果满足min({D1,D2,
…
,D
n
})＜T
D
，选择其中最小值对应的候选点记为T
riη
的匹配同名点，记为T
′
riη
，转到步骤7.2.7，如果上述条件不满足，则令i＝i+1，转到步骤7.2.2；步骤7.2.7：以T
riη
为种子点，利用灰度差值约束在圆心为T
riη
的内切圆内进行“十字型”区域增长，依次选择新增长的点作为待匹配点，进行步骤7.2.8到步骤7.2.9，确定其匹配同名点；步骤7.2.8：确定待匹配点的匹配候选点集，其具体步骤同步骤7.2.4.1～步骤7.2.4.2；步骤7.2.9：对上述候选点集不为空的待匹配点，利用几何约束，确定其最终匹配同名点。4.根据权利要求3所述的一种基于智能手机影像的三维信息提取方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王竞雪，郑雪涛，张宁，张鑫，高嵩，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：