專利名稱：基于移動設備的三維重建方法
技術領域：
本發(fā)明應用于移動設備上，涉及一種三維重建方法。
背景技術：
三維重建作為人類視覺研究的主要目標，是計算機視覺領域的一個重要方向。它主要是采用一定的技術手段來實現(xiàn)對三維物體的形狀建模。隨著Marr的視覺計算理論的推動，三維重建獲得了突破性的進展，涌現(xiàn)出了許多實質性的算法和重建方式，例如直接測量距離的方法、間接重建深度的方法等。其中基于二維圖像的三維重建，由于低成本、建模方便、繪制快速等特點，被人們廣泛推崇使用，其中最具代表性的三種方法是基于側影輪廓線重建幾何模型、采用立體視覺方法重建幾何模型、基于區(qū)域匹配的建模方法。一直以來，利用廉價的設備自動的得到真實物體的3D模型的技術在實際應用領域都有著非常重要的意義。如今手機移動設備的快速發(fā)展，無論是硬件還是軟件都有了質的飛躍，這也使得三維重建應用到上面成為了一種可能。

發(fā)明內容
本發(fā)明給出了一種基于移動設備的三維重建方法，針對于具有Android操作系統(tǒng)的手機移動設備。該基于移動設備的三維重建方法，包括以下步驟第一步選取光源、將手機屏幕的背景按照上、下、左、右的順序設置為白色，一個位置設置為白色時對應的另外三個位置為黑色；第二步順序切換光源、拍攝物體的N張圖片{I^j = I... N}，并且每一張圖片都是在不同的光源環(huán)境h下進行拍攝，那么屏幕上每個像素點在當前拍攝的第j張圖片的情
況下，采用如下公式來確定顯示白色或者黑色
權利要求
1.基于移動設備的三維重建方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步選取光源、將手機屏幕的背景按照上、下、左、右的順序設置為白色，一個位置設置為白色時對應的另外三個位置為黑色； 第二步順序切換光源、拍攝物體的N張圖片{Ij:j = I... N}，并且每一張圖片都是在不同的光源環(huán)境h下進行拍攝，那么屏幕上每個像素點在當前拍攝的第j張圖片的情況下，采用如下公式來確定顯示白色或者黑色
2.如權利要求I所述的基于移動設備的三維重建方法，其特征在于，其中計算物體表面法向值采用以下方法 .3.1指定每幅圖像的分辨率為MXN像素，并且売度值表不為 I = (I1, I2, I3)，每幅圖像對應的光源方向為S1 —(sn，s12, s13) S2 一(s21, s22，s23) S3 一(s31，s32, s33) sIl S12 ^13 米用矩陣的形式表不，定乂5* 二 ^21 ^22 S23 _S3\ S32 ^33 _.3.2對圖像的亮度值進行歸一化，
3.如權利要求I或2所述的基于移動設備的三維重建方法，其特征在于，其中計算深度值采用以下方法 . 4.1對于物體表面上的每個點，采用三角剖面的方式進行組合，設定變量Tk來表示第k個三角面片； . 4.2在三角面片Tk中，構成它的三個頂點分別為P。= (XaytlZtl) P1=(Xj1Z1) P2 =(X2Y2Z2)并且每個頂點對應的法向值為N1, N2, N3 ； . 4.3根據(jù)每個三角面片的法向值與它自身的三個頂點的位置之間存在的關系，建立對
4.如權利要求I或2所述的基于移動設備的三維重建方法，其特征在于，其中繪制物體模型采用以下方法 .5.1繪制出個數(shù)為MXN的點，對應于像素為MXN的圖像； .5.2采用GL10. GL_TRIANGLES工具繪制出一個平面； .5.3將其中一張拍攝的圖片作為紋理，附著到該平面上面； .5.4根據(jù)第四步得到的物體表面深度值，將對應的點在坐標軸Z上進行調整，形成最終的三維模型。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種基于移動設備的三維重建方法，采用光度立體技術將三維重建應用到搭載Android系統(tǒng)的手機移動設備上。采用編程的方式，將具有高亮度的屏幕轉化成為多個不同位置的光源。物體在黑暗的環(huán)境下，利用手機的攝像頭拍攝得到處于每一個光源下的圖像。然后將多幅圖像通過光度立體算法進行分析計算，得到物體表面的深度值信息。最后根據(jù)這些深度值信息，將物體對應的模型創(chuàng)建出來。應用到手機移動設備上，是三維重建方向的一次創(chuàng)新，采用這樣的方式創(chuàng)建物體模型，具有低成本、運算速度快、模型清晰等優(yōu)點。
文檔編號G06T17/00GK102831637SQ20121022449
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者王崇文, 黃宏旺 申請人:北京理工大學