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一种快速的三维扫描数据自动配准方法
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:0
  • 页码:1438-1450
  • 语言:中文
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金Nos.60533070 60773153; 国家教育部科学技术研究重大项目No.308004; 国家高技术研究发展计划(863)No.2009AA012102; 北京市自然科学基金No.4102037
  • 相关项目:真实物体表面属性建模与绘制技术研究
中文摘要:

研究了两幅和多幅深度图像的自动配准问题.在配准两幅深度图像时,结合二维纹理图像配准深度图像,具体过程是:首先,从扫描数据中提取纹理图像,特别地,针对不包含纹理图像的扫描数据提出了一种根据深度图像直接生成纹理图像的方法;然后,基于SIFT(scale-invariant feature transform)特征提取纹理图像中的兴趣像素,并通过预过滤和交叉检验兴趣像素等方法从中找出匹配像素对的候选集;之后,使用RANSAC(random sample consensus)算法,根据三维几何信息的约束找出候选集中正确的匹配像素对和相对应的匹配顶点对,并根据这些匹配顶点对计算出两幅深度图像间的刚体置换矩阵;最后,使用改进的ICP(iterative closest point)算法优化这一结果.在配准多幅深度图像时,提出了一种快速构建模型图的方法,可以避免对任意两幅深度图像作配准,提高了配准速度.该方法已成功应用于多种文物的三维逼真建模.

英文摘要:

This paper presents a rapid method to align large sets of 3D scanned data automatically.The method incorporates the technique of image registration into the pair-wise registration.Firstly,it retrieves two texture images from the scanned data to align.A method is proposed to generate the texture image from the range image when scanned data do not contain the texture information.Secondly,it detects the features using SIFT (scale-invariant feature transform) on texture images,and a set of potential corresponding pixels is selected by means of pre-filter and cross validation.Then a matching algorithm,based on RANSAC (random sample consensus) algorithm,is applied to specify the matching pixel pairs between two images.All matches obtained are mapped to 3D space and used to estimate the rigid transformation.Finally,a modified ICP (iterative closest point) algorithm is applied to refine the result.The paper also presents a method to create model graph rapidly for multi-view registration which avoids aligning all pairs of range images.This reconstruction technique achieves a robust and high performance in the application of automatic rebuilding 3D models of culture heritages.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609