《采用窄带图切割的多目重构方法》.pdf

第 22卷第 4期 计算机辅助设计与图形学学报 Vo1．22No．4 2010年 4月 JournalofComputer—AidedDesign ComputerGraphics Apr．2010 采用窄带图切割的多 目重构方法 袁红星，郭 立，郁 理，程 龙 (中国科学技术人学 电子科学 与技术系 合肥 230027) (yuanhx@ mail．USIC．edu．cn) 摘 要 ：针对 目前多 目重构研究 中物体表面获取和 凹陷区域恢复 的难题 ，提出采用 窄带 图切割的可见外壳和多 目立 体匹配相融合的方法．在可见外壳 的拓扑约束下 ，通过最小化能量泛函使得重构表面与多 目立体匹配得到的稠密点 云形状一致 ；并利用窄带 图切割计算能量泛 函的全局最优解．实验结果表 明，该方法 能重构封 闭表面和 凹陷区域 ；窄 带陶切割在获得最优解的同时提高了计算效率 ，与全 图切割相 比速度提高了3倍 以上． 关键词 ：多 目立体重构 ；剪影重构 ；可见外壳 ；窄带图切割 ；封 闭表 面 中图法分类号 ：TP391 M ulti_。view Reconstruction UsingBandGraphI_Cuts Yuan Hongxing，GuoLi，YuLi，andChengLong (Departmentof￡ “troni~ScienceandTechnology，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei 230027) Abstract：Thispaperproposesanew multi—view reconstructionalgorithm bycombiningthevisualhull andmulti—view stereomatchingbasedonthebandgraphcutstechnique．Thereconstructedsurfaceis madeconsistentwith thedensepointcloudobtainedfrom themultiview stereomatchingthrough the ml’mm‘l’zatlonofthefunctionalthatisconstrainedbythetopologyofthebuiltvisualhul1．Theglobally optima1solutioncanbeachievedwiththeminimum cutofabandweightedgraphmeanwhiletheoverall performance isgreatly improved．Experimentalresultsshow ourmethod is able to recoversurface concavitiesand watertightsurface．Compared with conventionalgraph—cuts approaches，morethan threefoldsaccelerationisgainedwithourapproach． Keywords：multi—view stereo reconstruction；shape—from silhouette；visualhull；band graph—cuts； watertightsurface 随着 3D视频、自由视角视频的兴起 ，基于图像 二者结合 ，认为物体 的真实形状位于可见外壳和可 的建模 (imagebasedmodeling，IBM)技术成 为人 见外壳内部的某个等值面之 间．他们首先将可见外 们关注的热点．目前 ，IBM 的被动方法主要有剪影 壳离散化得到由体素构成 的 3D 网格 空间，然后将 重构一。和多 目立体重构 。2种技术．剪影重构的 每个体素的中心视为图的结点 ，而体素间的相邻关 结果是对物体真实 3D形状 的一个上界估计 ，其优 系视为图的边 ，边的权重 由体素在其可见的视点图 点是计算速度快、对纹理变化不敏感；缺点是无法恢 像上投影结果的立体匹配代价决定，从而将多 目重 复物体表面凹陷