手持消费级深度相机稀疏序列融合三维扫描重建

基本信息
批准号:61702422
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:杨龙
学科分类:
依托单位:西北农林科技大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张志毅,代媛,师翊,邢彩燕,张义泽
关键词:
三维扫描表面重建表面匹配几何特征增强几何修复
结项摘要

Handheld scanning of the commodity depth cameras breaks through the limited sensing range of the professional 3D scanning devices and the strict constraint of scanning setting. How to generate the high-quality 3D models with a small amount of depth images is a critical problem for handheld scanning with commodity depth cameras. The project which we applied attempts to investigate the handheld 3D scanning method using commodity depth cameras. To compress the captured depth image sequence, our method first evaluates the variation of target shape and measures the indicators of camera motion. Then it constructs the supporting subset for the captured depth image sequence via analyzing the interrelationship of these evaluation indicators online. For each depth image, we extract its geometric features, which could substantially improve the registration of the scanned target. Our method combines the filtering operation and the geometry feature enhancement process to refine the coarse surface of a selected depth image. By fusing the refined depth images in the supporting subset we will propose a new handheld 3D scanning approach using commodity depth cameras based on the sparse-sequence fusion. It will effectively and robustly reconstruct the scanned target with a relatively high-quality. Our research possesses the theoretical significance on the compression and sparse-representation of depth image sequence. It will bring abundant 3D models for computer graphics community while benefit the robot scanning and the automatically 3D sensing of the scanned scene.

手持消费级深度相机三维扫描以低成本突破了专业三维扫描设备感知范围受限及对扫描环境要求严格的约束。如何用少量深度图生成高质量三维模型是实现手持消费级深度相机有效三维扫描的关键问题。本项目研究手持消费级深度相机三维扫描重建方法。通过量化序列中扫描目标形状变化与相机运动评估指标,动态分析各指标间相互关系,并依此构建深度图序列支撑子集,实现对序列的有效压缩;对深度图中目标进行特征提取,依据几何特征提高扫描目标的匹配精度;结合深度图滤波与特征增强优化选定的粗糙深度图表面;通过融合支撑子集中已优化的深度图而提出一种手持消费级深度相机稀疏序列融合三维扫描重建方法,真正用少量深度图有效、鲁棒、高质量地重建目标。手持消费级深度相机稀疏序列融合三维扫描对深度图序列的压缩与稀疏表示具有重要理论意义,将为计算机图形学领域带来丰富的3D模型,对机器人扫描及自动感知场景3D信息具有实际应用价值。

项目摘要

手持消费级深度相机三维扫描以低成本突破了专业三维扫描设备感知范围受限及对扫描环境要求严格的约束。如何提高消费级深度相机手持式扫描的鲁棒性是该技术得以推广的关键问题。本项目研究一种基于稀疏深度图序列融合的三维扫描重建新框架,实现用少量深度图有效、鲁棒、高质量地重建扫描对象的目标。具体而言,本项目系统而深入地研究了如下内容:.首先,研究稀疏深度图序列融合三维扫描重建基本方案。通过量化深度图序列的相机运动评估指标,动态分析各指标间相互关系,并依此构建深度图序列支撑子集,实现对序列的有效压缩。基于支撑子集的稀疏序列融合方法同时在物体级目标和场景级目标上进行了测试,取得了预期的效果,能够在剔除抖动帧干扰的同时降低冗余帧造成的相机匹配累积误差。在以24fps的物体级目标扫描测试实验中,支撑子集对原始深度图序列的压缩比例超过了80%。.其次,提出一种近邻重新权重局部质心(NRLC)的点云表面几何特征识别新方法。该方法首次将点云表面的凹、凸和边界特征纳入统一的框架,通过将特征区域点的质心推至远离局部表面而增大特征点和非特征点的对比度,实现对特征点的识别。NRLC方法被用于场景扫描测试中,显著提升了扫描片段间的匹配精度,同时NRLC几何特征检测结果用于场景点云的实例分割中也收到了良好的效果。.最后,通过对深度图表面执行多尺度滤波和几何特征增强实现对捕获深度图表面的优化。深度图表面优化为稀疏深度图序列融合生成高质量目标表面提供了有效支撑。.手持消费级深度相机稀疏序列融合三维扫描对深度图序列的压缩与稀疏表示具有重要理论意义,将为计算机图形学领域带来丰富的3D模型,对机器人扫描及自动感知场景3D信息具有实际应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
2

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
3

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022

杨龙的其他基金

批准号:70973059
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:31672073
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21864024
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11605189
批准年份:2016
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81060018
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31000877
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000212
批准年份:2010
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601347
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31770473
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81802175
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471813
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:11604028
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900780
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81260040
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11904274
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于深度相机的动态模型三维扫描重建

批准号:61202284
批准年份:2012
负责人:童晶
学科分类:F0209
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

移动手持相机鲁棒实时定位与地图构建

批准号:61070107
批准年份:2010
负责人:吴毅红
学科分类:F06
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
3

基于深度学习的航空序列遥感影像快速三维重建方法研究

批准号:41801388
批准年份:2018
负责人:余岸竹
学科分类:D0115
资助金额:19.20
项目类别:青年科学基金项目
4

基于序列深度显微图像的非织造滤材三维结构重建

批准号:61771123
批准年份:2017
负责人:王荣武
学科分类:F0116
资助金额:60.00
项目类别:面上项目