从照⽚的三维重建(3DReconstruction)——MVS系列(1)MVS——multi view system从多视图的密集重建(1)
SFM的重建成果是稀疏三维点云,为了进⼊更加深刻的领域,获得更好的结果,我们进⼊到MVS
(1)如何理解密集点云的⽣成原理
MVS是⽣成密集点云的⽅法,事实上,为什么我们在SFM中不能得到密集点云?因为,SFM中我们⽤来做重建的点是由特征匹配提供的!这些匹配点天⽣不密集!⽽使⽤计算机来进⾏三维点云重建,我们必须认识到,点云的密集程度是由⼈为进⾏编程进⾏获取的。SFM获得点的⽅式决定了它不可能直接⽣成密集点云。
⽽MVS则⼏乎对照⽚中的每个像素点都进⾏匹配,⼏乎重建每⼀个像素点的三维坐标,这样得到的点的密集程度可以较接近图像为我们展⽰出的清晰度。
其实现的理论依据在于,多视图照⽚间,对于拍摄到的相同的三维⼏何结构部分,存在极线⼏何约束。
描述这种⼏何约束:
想象,对于在两张图⽚中的同⼀个点。现在回到拍摄照⽚的那⼀刻,在三维世界中,存在⼀条光线从照
⽚上这⼀点,同时穿过拍摄这张照⽚的相机的成像中⼼点,最后会到达空间中⼀个三维点,这个三维点同时也会在另⼀张照⽚中以同样的⽅式投影。九九重阳节古诗
这个过程这样看来,很普通,就如同普通的相机投影⽽已。但是因为两张图⽚的原因,他们之间存在联系,这种联系的证明超过了能⼒范围,但是我们只需要知道,此种情况下,两张照⽚天然存在了⼀种约束。
如下图所⽰:
X表⽰空间中的⼀点,x1、x2为X在两张图⽚中的同⼀点。由于天然的约束,已知x1,想要在另⼀张图⽚中到x2,可以在直线L2上进⾏⼀维寻。 MVS主要做的就是如何最佳搜索匹配不同相⽚的同⼀个点。
(2)初步探究MVS中的点匹配⽅法
斯坦李 在有了约束的基础上,接下来就是在图⽚上的⼀条线上进⾏探测,寻两张图⽚上的同⼀点。主要⽅法为逐像素判断,两个照⽚上的点是否是同⼀点——
为此提出图像点间的“⼀致性判定函数”
π (p)是使得点p投影到照⽚上⼀点的函数,Ω(x) 函数定义了⼀个点x周围的区域,I(x) 函数代表了照⽚区域的强度特征,ρ(f, g) 是⽤来⽐较两个向量之间的相似程度的
ρ函数和Ω函数的具体选择决定这个”⼀致性判别“的准确度
这个函数的具体实现,由编程实现。函数的具体选择有很多研究结果,在下⼀次博客MVS系列(2)中进⾏讨论。基金分红
好qq名解封>日暮 山远本⽂参考furukawa博⼠的MVS英⽂教程
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