一种多视影像三维线段重建方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术属于三维重建技术领域，其目的在于提供一种多视影像三维线段重建方法、系统、电子设备及介质。本发明专利技术能够高效地重建高场景覆盖度的三维线段，不仅可以用于构建准确的线框模型，还能用于构建约束来优化基于点云的三维网格模型。具体地，在进行二维线段匹配时，本发明专利技术通过利用先验信息来减小二维线段匹配的搜索范围，将候选线段匹配的搜索范围大大缩小，有助于提高二维线段匹配的效率、精度和召回率，从而提高三维线段的重建效率和空间覆盖率；然后为每个二维线段确定唯一的三维估计结果；最后生成三维线段。本发明专利技术避免了多视影像中一些不可靠、不准确的冗余候选匹配对重建三维线段精度的影响，同时保证了三维线段重建的可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种多视影像三维线段重建方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术属于三维重建
，具体涉及一种多视影像三维线段重建方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]基于影像密集匹配点云重建的三维网格模型往往存在明显的局部几何变形与边缘扭曲、缺失等问题，给后续的精细三维建模带来了巨大的人工编辑工作量。在人工场景中，三维线段包含比三维点云更丰富的几何和结构信息，这有利于提供约束以改进基于点云的网格模型或构建精确的线框。然而，从多视影像中高效重建具有高场景覆盖度的三维线段仍然十分具有挑战性。近年来，许多三维线段重建方法被提出，根据重建过程中是否需要一一对应的二维匹配线段，现有的三维线段重建方法可以分为以下两类：（1）基于二维线段匹配结果的三维线段重建方法此类方法通常是先进行影像线段匹配得到一一对应的二维线段对应关系，然后合并对应于同一条三维线段的二维匹配或者选择其中具有代表性的二维匹配线段进行交会得到最终的三维线段。上述方法的关键在于有效地获得可靠的二维线段匹配关系。目前，许多二维线段匹配方法被提出，大致可分为基于单线段的方法和基于线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多视影像三维线段重建方法，其特征在于：包括：提取多视影像集中每幅影像的二维线段；获取多视影像集中每幅影像的先验信息，并根据每幅影像的先验信息为多视影像集中每幅影像确定相邻影像，得到多视影像集中所有需要进行二维线段匹配的待匹配影像对；对所述待匹配影像对进行二维线段匹配，得到多视影像集中每对待匹配影像对之间的二维线段匹配结果；根据每对待匹配影像对之间的二维线段匹配结果，得到三维估计结果；基于所述三维估计结果得到三维线段重建结果。2.根据权利要求1所述的一种多视影像三维线段重建方法，其特征在于：所述先验信息包括三维点云；任一幅影像的相邻影像为多视影像集中与当前影像的相似度最高的K个影像；其中，影像X和影像Y的相似度为：S(X,Y)=2|W(X)∩W(Y)|/(|W(X)|+|W(Y)|)；式（1）式（1）中，W(X)为影像X的先验信息中三维点云上可见的三维点的数量，W(Y)为影像Y的先验信息中三维点云上可见的三维点的数量。3.根据权利要求1所述的一种多视影像三维线段重建方法，其特征在于：所述先验信息包括深度图；在所述待匹配影像对中，将正在进行遍历的影像称为参考影像，将寻找匹配线段的影像称为搜索影像，将从任一待匹配影像对（I
r
，I
s
）的参考影像I
r
上提取的线段集称为L
r
，将从当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的搜索影像I
s
上提取的线段集称为L
s
，则对当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）进行二维线段匹配，得到当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）之间的二维线段匹配结果，包括：根据式（2）和式（3），将当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的参考影像I
r
的线段集L
r
中的任一参考线段基于深度图投影至当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的搜索影像I
s
上，并得到与参考线段对应的虚拟线段；；式（2）；式（3）式（2）和式（3）中，和分别为参考影像和搜索影像对应的相机内参矩阵；和分别为参考影像和搜索影像对应的旋转矩阵；和分别为参考影像和搜索影像对应的相机中心的世界坐标；、和分别为参考线段的端点的影像坐标、世界坐标和深度图对应位置的深度值；和分别为虚拟线段的端点坐标和深度图对应位置的深度值；在虚拟线段的邻域内获取参考线段的匹配线段，遍历参考影像I
r
的线段集L
r
中的其他参考线段，直到得到当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的参考影像I
r
中所有参考线段的匹配线段，参考影像I
r
中所有参考线段与对应的匹配线段构成当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）之间的二维线段匹配结果。4.根据权利要求3所述的一种多视影像三维线段重建方法，其特征在于：根据式（2）和式（3），将当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的参考影像I
r
的线段集L
r
中的任一参考线段基于深度
图投影至当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的搜索影像I
s
上，并得到与参考线段对应的虚拟线段，包括：将当前待匹配影像对（I
r
，I
s
）的参考影像I
r
的线段集L
r
中的任一参考线段进行等间隔采样，得到指定数量的采样点；根据式（2）和式（3），将参考线段上的采样点投影至搜索影像I
s
上，并得到参考线段上的采样点对应的虚拟点，基于其中任意两个虚拟点得到一条与参考线段对应的候选虚拟线段；对于每一条候选虚拟线段，计算其他虚拟点到其的垂直距离，若垂直距离小于距离阈值T
fit
，则认为该虚拟点支持当前候选虚拟线段，并根据支持当前候选虚拟线段的虚拟点的个数得到当前候选虚拟线段的支持度；其中，当前候选虚拟线段的支持度为支持当前候选虚拟线段的虚拟点的个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，方通，朱庆，陈学业，郭晗，聂可，黎雯，徐博，
申请(专利权)人：深圳市规划和自然资源数据管理中心深圳市空间地理信息中心，
类型：发明
国别省市：