基于多分辨率虚拟投影线的小型文物三维精细建模关键技术研究

研究基于多分辨率的虚拟投影线对易发生镜面反射的小型文物三维精细建模的基础理论与方法，其主要内容包括：基于自适应灰度统计的多分辨率投影线影像的亚像素边缘检测方法；高可靠性线匹配理论与方法；顾及闭合条件的多视点云无缝拼接算法。项目旨在全面地、系统地研究易发生镜面反射的小型文物三维精细建模理论和方法，为开发特殊材质（如银器）的小型文物三维精细建模系统奠定基础，使我国的文物保护领域得到进一步拓展，有助于保护文物原件，确保国宝级珍贵小型文物的安全，降低文物损毁和丢失的风险。

研究基于多分辨率的虚拟投影线对易发生镜面反射的小型文物三维精细建模的基础理论与方法，其主要成果包括：顾及文物材质和文物数字化对非接触、精细的要求，设计多分辨率的虚拟投影线，基于投影线影像的亚像素边缘检测，对多分辨率投影线的影像边缘所提取的线与投影器的虚拟投影线进行匹配，通过高可靠性线匹配理论，利用所提取的影像任意边缘上的点与匹配后的投影器影像上对应的条纹线直接解算出密集的文物三维数据。将求解点坐标的非线性优化问题转化为线性方程组的求解问题，大大提高求解的速度和稳健性。为摆脱多次搬站多次检校以及激光点云拼接中不同坐标系点云坐标需转换的局限性，将通过旋转平台+平面控制格网板，利用投影器和CCD数码相机之间的位置关系，迭代解算CCD 数码相机和投影器的多视影像方位精确值。深入研究带有闭合条件的文物整体拼接模型，建立点云的全自动无缝拼接算法。为开发特殊材质（如银器）的小型文物三维精细建模系统提供新思路和理论依据。