纹理映射方法、系统、计算机及可读存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种纹理映射方法、系统、计算机及可读存储介质，该方法包括对每一网格三角面进行平面聚类；分别计算出每一网格三角面在与其对应的候选图像列表上的投影区域的纹理质量，并列出对应的优化能量方程；通过优化能量方程优化得到对应的纹理块；根据每一纹理块的边界上的顶点颜色确定出每一纹理块之间的差异约束以及网格三角面内部的重心坐标，以构建出对应的稀疏线性方程；根据预设线性方程融合每一纹理块的边界颜色；将融合过后的各个纹理块拼接成纹理图片，并输出带纹理图片的目标网格模型。通过上述方式能够有效的消除大规模复杂模型纹理映射的失真、色差问题，能够实现更真实的三维模型重建。现更真实的三维模型重建。现更真实的三维模型重建。

Texture mapping method, system, computer and readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
纹理映射方法、系统、计算机及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种纹理映射方法、系统、计算机及可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着纹理映射是建立三维物体表面与二维图像空间像素坐标对应关系的过程。在三维重建中，纹理映射通过用户采集的多帧集真实的自然场景照片作为二维纹理数据，但每一帧图像仅能捕获到自然场景的一个局部区域，因此需要结合多帧图像来创建三维模型的完整纹理贴图。
[0003]然而，现有技术的纹理映射大部分只能处理较为平滑的原始网格模型或者中小规模的图像数据，并不能处理显著的颜色差异，并且没有消除因不同时间拍摄图像，而导致纹理部分区域图像不一致的现象。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的是提供一种纹理映射方法、系统、计算机及可读存储介质，以解决现有技术的纹理映射生成模型纹理有明显颜色差异、纹理接缝处难以平滑以及区域纹理图像不一致的问题。
[0005]本专利技术实施例第一方面提出了一种纹理映射方法，所述方法包括：获取输入的原始网格模型以及图像序列，所述原始网格模型包括若干网格三角面，所述图像序列包括若干图像列表；基于预设空间投影以及深度测试对每一所述网格三角面分别建立出对应的候选图像列表，并对每一所述网格三角面进行平面聚类，以使被聚类的网格三角面属于同一近似平面；分别计算出每一所述网格三角面在与其对应的候选图像列表上的投影区域的纹理质量，并将相邻所述网格三角面的夹角和所属平面聚类作为约束条件，以列出对应的优化能量方程；通过所述优化能量方程优化得到每一所述网格三角面的最优纹理图像，并将最优纹理图像相同、且相邻的网格三角面聚类在一起，以形成对应的纹理块；根据每一所述纹理块的边界上的顶点颜色确定出每一所述纹理块之间的差异约束以及网格三角面内部的重心坐标，以构建出对应的稀疏线性方程；根据所述稀疏线性方程获得每一所述纹理块内部的网格三角面的投影区域内的各个像素之间的颜色差异，并更新各个所述像素的颜色以调整每一所述纹理块之间的色差，且根据预设线性方程融合每一所述纹理块的边界颜色；将融合过后的各个所述纹理块拼接成纹理图片，并输出带纹理图片的目标网格模型。
[0006]本专利技术的有益效果是：通过首先获取到网格三角面以及对应的候选图像列表，进
一步的，基于预设空间投影以及深度测试对每一网格三角面分别建立出对应的候选图像列表，并对每一网格三角面进行平面聚类，以使被聚类的网格三角面属于同一近似平面；再分别计算出每一网格三角面在与其对应的候选图像列表上的投影区域的纹理质量，并将相邻网格三角面的夹角和所属平面聚类作为约束条件，以列出对应的优化能量方程；通过优化能量方程优化得到每一网格三角面的最优纹理图像，并将最优纹理图像相同、且相邻的网格三角面聚类在一起，以形成对应的纹理块；根据每一纹理块的边界上的顶点颜色确定出每一纹理块之间的差异约束以及网格三角面内部的重心坐标，以构建出对应的稀疏线性方程；根据稀疏线性方程获得每一纹理块内部的网格三角面的投影区域内的各个像素之间的颜色差异，并更新各个像素的颜色以调整每一纹理块之间的色差，且根据预设线性方程融合每一纹理块的边界颜色；将融合过后的各个纹理块拼接成纹理图片，并输出带纹理图片的目标网格模型。通过上述方式能够有效的约束平面上纹理的一致性，同时优化了能量函数，从而有效的消除了大规模复杂模型纹理映射的失真、色差问题，进而能够实现更真实的三维模型重建。
[0007]优选的，所述基于预设空间投影以及深度测试对每一所述网格三角面分别建立出对应的候选图像列表的步骤包括：设定各个所述网格三角面的序列，以及输入的航拍图像序列，其中，n表示所述网格三角面的个数，m表示航拍图像的数量；通过所述航拍图像对应相机的变换矩阵计算所述网格三角面的序列的顶点在所述航拍图像序列上的像素位置，以获得所述网格三角面在所述航拍图像上的投影区域S计算，其中，表示所述网格三角面F
i
在图像I
j
上通过所述深度测试的像素数量，F
i
代表第i个网格三角面片面，I
j
代表第j个航拍图像；剔除各个所述网格三角面对应的候选图像列表中的异常图像。
[0008]优选的，所述对每一所述网格三角面进行平面聚类，以使被聚类的网格三角面属于同一近似平面的步骤包括：当获取到所述原始网格模型时，基于预设网格双边滤波过滤算法对所述原始网格模型M进行表面平滑降噪处理，以得到原始网格模型M
s
；基于区域生长对所述原始网格模型M
s
进行聚类，以得到所述原始网格模型M
s
中的网格三角面所属平面。
[0009]优选的，所述通过所述优化能量方程优化得到每一所述网格三角面的最优纹理图像，并将最优纹理图像相同、且相邻的网格三角面聚类在一起，以形成对应的纹理块的步骤包括：根据所述网格三角面F
i
和与其对应的航拍图像序列I
m
构建出加权的无向图，并定义出对应的能量方程，其中，V表示所述无向图中的节点，所述节点包括公共节点以及终端节点，所述公共节点的数量与所述网格三角面的数量相等，且所述节点与所述网格三角面一一对应，所述终端节点有m个，所述终端节点对应于所述航拍图像，并用所述航拍图像在序列I
m
中索引作为标签表示，E表示所述无向图中所述节点相连的边，其中，连接所述终端节点与所述公共节点的边为，表示所述网格三角面在航拍图像上的可见性，所述公共节点之间的边为，表示相邻所述网格三角面的拓扑关系，其中，所述能量方程的
表达式为：其中，E
data
表示所述网格三角面F
i
在图像I
l（i）
的投影区域的纹理清晰度，E
smooth
表示相邻所述网格三角面来自不同图像的投影区域的一致性，F
i
，F
j
为相邻网格三角面，l
i
，l
j
分别表示F
i
，F
j
的可见图像标签，p
i
，p
j
表示F
i
，F
j
的平面聚类标签；基于循环信念传播算法按照所述加权的无向图进行能量消息传递，以获得每一所述网格三角面的最优纹理图像标签；根据每一所述网格三角面的最优纹理图像标签生成对应的纹理块。
[0010]优选的，所述将融合过后的各个所述纹理块拼接成纹理图片，并输出带纹理图片的目标网格模型的步骤包括：对每个所述纹理块创建出与其纹理图像的尺寸相同的纹理遮罩，并将所述纹理块中的网格三角面在所述纹理图像的投影区域设置为可见；通过检测所述纹理遮罩中的二值图像连通分量，以获得所述纹理遮罩中的连通分量的包围框矩形；根据输入的所述包围框矩形以及预设算法将所述纹理图像的矩形区域中的像素打包至新的纹理图像中，并计算所述网格三角面的纹理坐标，以生成对应的纹理图集。
[0011]本专利技术实施例第二方面提出了一种纹理映射系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纹理映射方法，其特征在于，所述方法包括：获取输入的原始网格模型以及图像序列，所述原始网格模型包括若干网格三角面，所述图像序列包括若干图像列表；基于预设空间投影以及深度测试对每一所述网格三角面分别建立出对应的候选图像列表，并对每一所述网格三角面进行平面聚类，以使被聚类的网格三角面属于同一近似平面；分别计算出每一所述网格三角面在与其对应的候选图像列表上的投影区域的纹理质量，并将相邻所述网格三角面的夹角和所属平面聚类作为约束条件，以列出对应的优化能量方程；通过所述优化能量方程优化得到每一所述网格三角面的最优纹理图像，并将最优纹理图像相同、且相邻的网格三角面聚类在一起，以形成对应的纹理块；根据每一所述纹理块的边界上的顶点颜色确定出每一所述纹理块之间的差异约束以及网格三角面内部的重心坐标，以构建出对应的稀疏线性方程；根据所述稀疏线性方程获得每一所述纹理块内部的网格三角面的投影区域内的各个像素之间的颜色差异，并更新各个所述像素的颜色以调整每一所述纹理块之间的色差，且根据预设线性方程融合每一所述纹理块的边界颜色；将融合过后的各个所述纹理块拼接成纹理图片，并输出带纹理图片的目标网格模型。2.根据权利要求1所述的纹理映射方法，其特征在于：所述基于预设空间投影以及深度测试对每一所述网格三角面分别建立出对应的候选图像列表的步骤包括：设定各个所述网格三角面的序列，以及输入的航拍图像序列，其中，n表示所述网格三角面的个数，m表示航拍图像的数量；通过所述航拍图像对应相机的变换矩阵计算所述网格三角面的序列的顶点在所述航拍图像序列上的像素位置，以获得所述网格三角面在所述航拍图像上的投影区域S计算，其中，表示所述网格三角面F
i
在图像I
j
上通过所述深度测试的像素数量，F
i
代表第i个网格三角面片面，I
j
代表第j个航拍图像；剔除各个所述网格三角面对应的候选图像列表中的异常图像。3.根据权利要求1所述的纹理映射方法，其特征在于：所述对每一所述网格三角面进行平面聚类，以使被聚类的网格三角面属于同一近似平面的步骤包括：当获取到所述原始网格模型时，基于预设网格双边滤波过滤算法对所述原始网格模型M进行表面平滑降噪处理，以得到原始网格模型M
s
；基于区域生长对所述原始网格模型M
s
进行聚类，以得到所述原始网格模型M
s
中的网格三角面所属平面。4.根据权利要求2所述的纹理映射方法，其特征在于：所述通过所述优化能量方程优化得到每一所述网格三角面的最优纹理图像，并将最优纹理图像相同、且相邻的网格三角面聚类在一起，以形成对应的纹理块的步骤包括：根据所述网格三角面F
i
和与其对应的航拍图像序列I
m
构建出加权的无向图，并定义出对应的能量方程，其中，V表示所述无向图中的节点，所述节点包括公共节点以及终
端节点，所述公共节点的数量与所述网格三角面的数量相等，且所述节点与所述网格三角面一一对应，所述终端节点有m个，所述终端节点对应于所述航拍图像，并用所述航拍图像在序列I
m
中索引作为标签表示，E表示所述无向图中所述节点相连的边，其中，连接所述终端节点与所述公共节点的边为，表示所述网格三角面在航拍图像上的可见性，所述公共节点之间的边为，表示相邻所述网格三角面的拓扑关系，其中，所述能量方程的表达式为：其中，表示所述网格三角面Fi在图像的投影区域的纹理清晰度，表示相邻所述网格三角面来自不同图像的投影区域的一致性，F
i
，F
j
为相邻网格三角面，l
i
，l
j
分别表示F
i
，F...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利，曾江佑，吕伟，朱林生，于雪，
申请(专利权)人：江西博微新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：