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基于多图像的三维重构软件
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基于多图像的三维重构软件
年，华盛顿大学率先在多图像三维重建技术领域取得突破。其原理是：通过在互联网上搜索某一特定区域的相关照片，即能大致重建出该区域的三维点云信息。
但是受到图片质量和拍摄角度、以及相关算法局限性的影响，只能得到大致的三维点云数据，点云数量稀疏，不能支持工程化的应用。
浙江大学随后跟进了相关的研究，并进行了相关针对性的研发工作。并通过年始承担&国家科技支撑计划课题（课题任务书编号：）&《文物出土现场保护移动实验室研发》的&文物出土现场空间信息采集应用扩展与功能优化研究&子项目将本项技术不断的成熟与完善，并在全国多个重要遗址考古发掘工地和文博单位进行了工程化应用。
上图：浙江大学基于多图像的三维重构软件计算界面
该技术具有低成本、易操作、全信息、高保真、全色彩等优点。相对于传统的皮尺加水准、实测法、近景摄影测量法、三维激光扫描法等文化遗产测绘方式，有如下优势：非接触式、无损、数据全面、生动、精度高、速度、直观性及现实性强，同时色彩还原准确，无需人工贴图。该项技术不能是针对馆藏文物数字化采集还是大型遗址的三维信息采集，都具有着自己突出的优势。
非接触式确保文物安全性
几何形状精度
点间距在0.02mm内
多视对齐精度
减少扫描次数做到精确成型
点云自带纹理点着色、自动纹理映射完成无缝贴图
分辨率要求
贴图最高分辨率无限制
采集与后期处理速度
每件不得超过三天
数据全面性
原始数据的完整性
模型完整无死角
合理精度网格模型曲面布线合理
最终提交成果类型
原始三维点云文件
带色彩纹理的点云数据
最终三维模型成果
高精度网格模型与合理精度网格模型带纹理贴图，可供虚拟陈展、展示、网络等使用
本项目采用的基于多图像的三维重建技术主要分成两大部分，一部分是相机的标定技术，另一部分是多视图立体匹配技术。
相机标定技术
相机标定技术的目的是计算出相机的内外参数，确立世界坐标系和图像系之间的关系。本项目采用的相机标定技术是相机的自标定技术，不依赖事先在场景中放置标志物（模式，因此自动化的程度要比带有标志物的标定方法要高。标定程序首先从图像中提取像素的特征点，本过程采用特征点。提取的特征点进行匹配过程，将图像的特征点对应起来。
最后采用捆集调整的方法进行相机参数以及稀疏点云的计算，为了降低图像的畸变对最终结果的影响，标称程序同时也计算了相机的畸变参数。浙江大学自主开发的软件系统对标定过程中的高分辨率照片处理、海量照片数据特征快速聚类进行了特殊处理，利用专有的算法进行优化，可保证自动标定计算出相机拍摄照片时的镜头焦距与畸变参数、拍摄方位与角度等内外参数。
多视图立体匹配方法
基于图像的三维建模中的一种重要的方法是多视图立体匹配的方法，本项目采用的是基于特征点扩充方式的多视图立体匹配方法。该方法的基本过程是计算一些稀疏点，然后对稀疏点进行扩充和去噪。不断的重复这一过程，直到最终扩充的点覆盖了图像的大部分的区域。
是基于特征点提取和扩充的多视图立体匹配的方法之一，在这个方法中，每一个特征点对应了空间中的一个面片，程序的计算过程中不断的优化面片的法向向量和位置，优化的过程中采用来计算像素间的相似度。初始的点云的计算中，采用了多种的特征点包括、、等。扩充的过程中，扩充的点被设置在已经计算的点的周围而后对该点的位置和方向进行优化。对一些错误扩充的点，该算法采用的过滤的措施，如利用一致性约束来对噪点进行过滤。浙江大学自主研发的软件中，对于三维模型密集化处理做了专门研究和提升，可有效计算出更多、更精确的三维点云数据结果。
示范应用基础
浙江大学基于多图像的三维重构技术是&国家科技支撑计划课题（课题任务书编号：）&《文物出土现场保护移动实验室研发》项目&空间信息采集&部门的基础配备技术。并且技术已经在文物古迹的调查与保护等领域得到诸多应用。
在馆藏文物三维数字化方面：已经在四川成都武侯祠博物馆、浙江省博物馆、贵州省博物馆、陕西考古研究院、荆州博物馆均有出色应用。
在大型遗址考古方面：在宁夏固原须弥山石窟、山东章丘东平陵故城、新疆吐鲁番高昌故城、浙江临平玉架山遗址、内蒙古辽上京遗址、湖南永顺县老司城遗址、山西大河口西周霸国墓地、山西大同云冈石窟、陕西西安高陵院张村明代家族墓地、陕西西安凤栖原两汉家族墓地、湖北荆州熊家冢遗址、湖南铜官镇谭家坡长沙窑遗迹馆、杭州良渚古城遗址、杭州塘栖小衡山南朝墓葬群、杭州临平玉架山遗址、杭州市白塔、杭州市六和塔、杭州临平茅山遗址、杭州桐庐方家州遗址、余姚市田螺山遗址、温州市九亩丘盐业遗址、温州市洞头县妈祖庙等均有出色应用。
上图：基于多图像的三维重构软件全国部份技术示范应用点
上图：通过三维模型截取的灵台县深原乡2009LFYM2-02踏牛天王俑正射影像
上图：通过三维模型截取的甘肃灵台唐墓人面镇墓兽人面正面正射影像
上图：良渚遗址工作站良渚文化晚期玉琮三维模型展示
上图：通过三维模型截取的唐代越窑青釉褐彩如意云纹镂孔薰炉三维重建效果
上图：通过三维模型截取的山东章丘东平陵遗址建筑区XIT9216正射影像
上图：湖北荆州熊家冢遗址车马坑三维重建效果
上图：杭州市闸口白塔完整拼接处理效果
上图：须弥山石窟第46窟三维模型透视图截图西南角视角
上图：根据三维模型处理得到的须弥山石窟46窟南北纵剖面东正射影像图
上图：第46窟西壁正射影像图任意视角的多视图立体匹配系统_论文_百度文库
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任意视角的多视图立体匹配系统
||文档简介
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&&为​了​得​到​高​精​度​深​度​图​,​通​过​特​征​点​提​取​与​匹​配​、​计​算​基​础​矩​阵​F​、​引​导​互​匹​配​、​捆​集​调​整​等​一​系​列​技​术​,​求​出​每​幅​视​图​在​同​一​空​间​坐​标​系​下​的​高​精​度​摄​像​机​矩​阵​P​。​为​任​意​角​度​的​多​个​视​图​建​立​可​扩​展​的​主​框​架​,​不​需​要​图​像​矫​正​。​基​于​图​像​坐​标​和​自​动​计​算​出​的​视​差​范​围​建​立​三​维​网​络​,​为​每​条​边​分​配​适​当​的​权​值​,​把​多​视​图​立​体​匹​配​问​题​转​化​为​网​络​最​大​流​问​题​。​算​法​保​证​了​高​准​确​率​和​平​滑​性​,​实​验​结​果​表​明​此
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自由多视点视频中立体匹配与虚拟绘制技术研究
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内容提示：近年来，计算机图形学、计算机视觉、多媒体及相关领域技术正呈现逐渐融合的趋势，这使得三维视频、自由视点视频等高级视觉媒体系统得到了迅速发展，极大地拓展了传统二维视频的用户体验。三维视频由于能提供高质量的视频并给人以身临其境的感受正越来越受欢迎。自由视点视频是一种最新的三维视频形式，它允许用户交互式地选择观看视角并能动态地合成新视点。然而将每个视点的视频都进行传输会带来极大的数据量，因而需要在用户端采用视点合成技术。基于深度图的虚拟视点绘制技术由于只需要较低的带宽就能合成任意视点的图像已成为主流方法。但是，如何获取高质量的深度图是一个难题，这主要通过立体匹配技术实现。本论文主要针对自由视点视频中的立体匹配和基于深度图的虚拟视点绘制两项关键技术开展研究，主要研究成果包括以下几个方面：
1、深入研究了立体匹配的理论基础，根据双目立体视觉几何模型，推导了视差与深度的关系，并进一步分析了立体匹配中存在的问题和难点，指明了本文主要的研究方向。同时，系统阐述了立体匹配算法的通用框架和具体实现原理，并以此为基础对现有方法进行了简要综述；
2、提出并实现了一种新的局部立体匹配算法。首先，在传统Census变换中设置噪声容限及采用交叉形状的变换窗口，提高了可靠性。同时结
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