一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，涉及技术有符号距离场、法向图获取、神经辐射场三维重建、图像分割，基于以上技术，构建了一套三维重建的完整方案，包括从数据采集到中间处理再到结果输出的完整流程，提出了拍摄图片和提供光照的装置框架，用于获取输入模型的不同光照条件下的多视角图片，使用了在光线追踪的基础上进行特别改进的采样策略，提高采样点的利用效率和计算效率，使用法向图、mask和符号距离场三个约束条件来训练神经网络，提出了一种通用的、无需标定光源的获取法向图的方法，可以得到逼近扫描仪水平的法向图，神经辐射场网络的构建使用了高效的多分辨率Hash编码，加速训练过程以及提高效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维重建，具体为一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法。

技术介绍

1、目前，三维重建技术已在游戏、电影、测绘、定位、导航、自动驾驶、vr/ar、工业制造以及消费品领域等方面得到了广泛的应用，三维重建可分为两大类：一是基于传统多视图几何的三维重建算法；二是基于神经网络的方法，传统方法中的主动法主要是发射一定的结构光照射物体，并分析其在物体上的分布来计算出三维模型，目前市面上精度最高的三维重建方法就是使用该方法的激光扫描，问题在于，该方案成本高且适用场景十分有限，只能扫描比较小的物体，不能满足开阔空间的大范围三维重建，传统方法中的另一分支多视角视觉三维重建主要通过相机拍摄多张不同角度的图片，再通过一定算法从图片中得到相机的内外参数和运动结构，再据此推算出三维空间中的点云，该方法成本比较低，且没有适用场景的限制，唯一的缺陷就是精度不够高，基于神经网络的方法主要就是致力于解决视觉三维重建的精度问题；

2、基于神经网络的方法在近几年中取得惊人的发展，其中2019年提出的神经网络辐射场(nerf)首次使用神经网络隐式表示三维场本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于：包括从数据采集到中间处理再到结果输出的完整流程，所涉及的方法技术是符号距离场(SDF)、神经辐射场、光度立体视觉、法线估计和表面三维重建；

2.根据权利要求1所述的一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于，所述采样点的坐标是网络的第一层输入，法向图和mask被用于构造损失函数；

3.根据权利要求1所述的一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于，所述三维重建方法定义：符号距离场f(x)表示三维空间中任意一点x到达物体表面最近的距离，以点xi为圆心作最...

【技术特征摘要】

1.一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于：包括从数据采集到中间处理再到结果输出的完整流程，所涉及的方法技术是符号距离场(sdf)、神经辐射场、光度立体视觉、法线估计和表面三维重建；

2.根据权利要求1所述的一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于，所述采样点的坐标是网络的第一层输入，法向图和mask被用于构造损失函数；

3.根据权利要求1所述的一种基于符号距离场和多视角法线贴图的三维表面重建方法，其特征在于，所述三维重建方法定义：符号距离场f(x)表示三维空间中任意一点x到达物体表面最近的距离，以点xi为圆心作最小圆与物体表面相交，该圆半径即为符号距离场的大小，该值在点位于物体外时为正，在物体内时为负，在物体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家奎，陈锦锋，
申请(专利权)人：湖北查克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：