基于图割算法的倾斜影像纹理映射优化方法

针对基于倾斜摄影影像重建三维城市模型纹理映射过程中出现的遮挡和纹理碎片化问题,本文提出一种利用摄影光线与模型相交判断遮挡,然后利用图割算法优化纹理的方法。首先,连接摄影中心与三角形面片各顶点,判断连接线段与其他三角形面片的相交情况,从而确定是否遮挡,以选取当前三角形面片对应的未被遮挡影像。然后,根据对应关系,构建能量函数,通过图割算法最小化能量函数以确定最优纹理,使相邻三角形面片对应影像的选择趋于一致,从而解决纹理碎片化问题。通过实验证明,本文方法在大规模三维模型的纹理映射中,能够有效解决映射的遮挡重影现象,并能够极大地避免纹理碎片化问题。     

基于倾斜摄影测量的纹理自动重建研究

倾斜摄影测量技术是近年来研究的热点,获取的影像可作为城市三维模型的纹理。本文基于倾斜影像,提出了一种航片-模型自动纹理映射的新方法,该方法利用共线关系进行空间点匹配,并对倾斜影像像素进行重采样,将像素重写在模型侧面和顶面,从而实现模型纹理重建。该方法在实现过程中有两个关键点,其一是最优影像选取,其二是无遮掩影像的获取,为了解决这些问题,本文提出了相应的算法。最后,基于VC++平台,在倾斜影像与三维模型间进行了纹理映射实验。实验证明,本文提出的新方法可以自动完成纹理映射,这种方法简单、高效,适宜于大范围内三维模型纹理重建。     

倾斜影像的三维纹理快速重建

针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。     

影像信息驱动的三角网格模型优化方法

提出一种基于影像信息驱动的三角网格优化方法,以解决现有利用三角网格实现三维重建出现的问题。根据影像信息,将影像利用物方三角面片重投影至其他可视影像上,利用梯度下降法,通过影像归一化互相关系数对物方顶点坐标进行求导,得到其梯度变化值。根据该变化值在法向量方向上调整物方三角网的顶点,使得区域的匹配代价最小,实现三角网格模型的优化,进而达到改善三维重建的目的。试验结果表明,本文方法可有效地提高物方三角网的结果精度,从而有效地改善重建三维模型的效果。     

局部区域表面一致性约束的三维模型纹理映射方法

倾斜摄影测量进行三维模型重建时,由于影像匹配精度和密集点云简化等因素,使得三角形网格模型表面的法向量存在许多明显噪声,加上镜头畸变和光照条件不同引起的影像间几何与辐射的不一致,最终导致不同三角形之间纹理映射结果不连续,这种碎片状纹理表面的真实感不强,难以直观理解。针对此,提出了一种局部区域表面一致性约束的纹理映射方法,采用区域生长策略将多个三角形合并为一个较大的平面区域,并且在区域生长过程中顾及了区域的连续性和平面性,建立该平面区域与同一影像之间的映射关系。实验证明了该方法能够有效消除纹理映射碎片化的现象。     

一种融合多源特征的建筑物三维模型重建方法

以激光点云数据和倾斜多视影像为研究对象,提出了一种结合机载点云、地面点云及倾斜多视纹理的融合多源特征的建筑物三维模型重建方法。该方法结合点云面元以及影像边界特征,利用倾斜影像的线特征对顶面及立面模型进行边界规则约束,实现了面元自动拓扑重建;通过交互编辑完成不同复杂程度的建筑模型重建,并对模型进行纹理映射。实验结果表明,该方法能够有效提升城市建筑物三维模型重建的效率和边界精度,为利用多源数据的空地联合建筑物三维精细重建提供了一套切实可行的解决方案。     

基于倾斜摄影测量技术三维纹理遮挡处理

在三维模型重建中,难以避免地产生密集建筑物纹理相互有遮挡的问题,普通的处理方法有时不能很好地解决。本文基于当前先进的倾斜摄影测量技术,分析三维模型纹理自动映射中存在的问题,对密集建筑物纹理存在的遮挡情况进行重点研究。经研究提出了一种利用投影矩阵将三维模型纹理面映射到所要贴合的纹理影像中的方法,再将三维TIN网进行二维处理,使模型的复杂性降低,稀疏三维模型的网格,对密集建筑物的遮挡进行有效的处理。     

一种倾斜摄影模型精细融合方法

现有三维模型融合方法多采用对原有三角面片顶点重新构网的方式,容易导致原有模型几何特征丢失及纹理失真等。本文针对倾斜摄影模型自身特点,提出了一种模型精细融合方法。首先,以一个模型作为中心模型,并以另一模型与中心模型外轮廓的空间关系计算融合区域;然后,以中心模型外轮廓作为约束,对原始模型三角面片进行精细剖分;最后,基于精细剖分的三角面片进行纹理坐标的插值计算。以实际倾斜摄影数据进行试验的结果表明,本文方法融合后的网格模型拓扑结构正确,融合边界不存在漏洞、裂缝和错位等情况,而且纹理过渡自然,颜色无明显差异。     

利用图割算法进行城市密集点云表面模型重建

利用倾斜影像获得的密集点云来构建表面模型是基于倾斜影像进行三维重建的核心之一。本文针对现行密集点云表面模型重建存在的建模效率低、表面选取不真实等问题,提出了一种基于图割算法的城市密集点云表面模型重建方法。利用该方法重建城市密集点云表面模型,首先通过预处理软件对无人机倾斜影像进行空中三角测量,并利用空中三角测量的解算结果生成密集点云;然后对密集点云添加相应的边,同时对三维点云根据距离进行选取合并;最后根据三维点云形成的四面体和三角面建立图割问题,并通过求解图割问题来求取最优的密集点云表面模型。为证明这种方法的可行性和有效性,使用城市地区的无人机倾斜影像数据进行城市密集点云表面模型重建,试验结果表明,该方法具有可行性好、建模效果好、处理速度快等优势。     

基于二维投影的散乱点云曲面重建

为降低点云曲面重建的复杂度,提出了一种基于二维投影的散乱点云曲面重建方法。首先利用点云的局平特性把点云投影到二维平面,然后在二维平面上对点云进行Delaunay三角剖分,并将拓扑连接关系映射到三维空间,最后剔除三角网格模型中的非流形三角面片得到点云模型重建结果。实验结果表明,只需获取散乱点云的坐标信息,该算法就能够重建出结构形态正确、保留物体细节信息的三维模型,且该算法原理简单、容易实现,降低了曲面重建复杂度,提高了曲面重建效率。     

利用摄像机构建数码城市模型

介绍了将多张数码影像镶嵌拼接成“虚拟单像”的方法,解决了摄像机数码影像分辨率不高的问题,实现了城市建筑物、主要装饰物和地面景物的三维模型重建,对已有地形图而无合适航空影像的地区构成了数码城市模型,取得了有益的实验结果。     

基于点云数据的不规则文物三维重建——以经幢为例

海量点云数据可以较好地构建文物的三维建模,针对文物复杂的表面结构,传统的算法很难达到精细建模,为了解决复杂模型表面的空间三角网构网问题,本文结合空间三角形的法向量构建三角网,以空间三角网表面的曲率为约束条件,构建物体表面的空间三角网,然后对构建的空间三角网进行精细建模。以昆明市文物——经幢为例进行三维重建试验,结果表明,新方法适合室内文物的三维建模,可以达到较好的效果。     

基于高分辨率影像的城市三维建模

介绍了利用倾斜摄影影像和垂直摄影影像相结合的三维城市重建方法，分析了利用有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型，在VirtuoZo上实现了基于有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型方法，并利用其快速影像匹配技术，实现了数字地面模型DEM和正射影像，实现了手动和半自动人工地物的采集，如房屋等三维几何坐标和结构的采集；自动获取了基于不同传感器所获得影像的建筑物表面纹理，从而实现了基于多种影像快速三雏城市建模。     

多源影像融合的建筑物三维模型无遮挡纹理自动贴图方法

介绍了倾斜摄影测量在数字城市建设中的应用,针对当前基于倾斜摄影测量的城市三维重建过程中纹理贴图存在遮挡问题,详细探究了纹理遮挡几何原理,并提出联合固定翼飞机高空倾斜摄影及无人机低空倾斜影像,设计了建筑物三维模型无遮挡影像优选算法,实现了高精度无遮挡纹理自动贴图,并通过试验进行了验证。     

一种快速高效的无缝纹理匀光方法

针对倾斜影像三维重建后纹理间存在明显的色差、接缝且处理低效的问题,本文提出了一种快速高效的无缝纹理匀光方法。该方法首先对输入的去畸变影像进行影像增强预处理,通过对模型所有的顶点和边建立约束方程,求解得到每个顶点的颜色改正值;其次根据3个顶点插值得到三角面内部像素的颜色改正值;然后通过纹理扩充得到全局无色差的纹理块;最后对纹理块进行降分辨率泊松编辑。试验结果表明,采用本文方法进行纹理匀光处理,具有纹理块间无色差、接缝线处纹理过渡自然、计算速度更快等优势,能增强三维模型的可读性与改善三维模型的显示效果。     

室内三维场景纹理手机图片的自动更新方法

当前室内三维建模的纹理映射工作主要依赖人工完成,工作量大、处理效率低,且对建模后室内环境的变更难以实现及时更新,导致室内模型纹理存在不真实甚至错误的现象。对此,提出一种室内三维模型纹理手机图片的自动更新方法,该方法主要以手机拍摄的图片为数据源,首先利用智能手机传感器获取拍摄图片的位姿参数,进而通过室内场景理解技术提取图片空间中的三维布局结构,最后与几何模型进行坐标点匹配解算纹理坐标,实现手机图片到三维几何模型的自动纹理映射。实验结果表明,该方法能够利用手机图片数据实现室内环境下的三维模型纹理自动生成及动态更新,有效提高室内三维场景表达的真实性。     

结构光系统结合数码相机的小物体高质量纹理重建

针对双鸟饕餮纹夔神鼍鼓等小文物或其他小型物体,提出了基于结构光扫描系统结合普通高分辨率单反数码相机的纹理重建方法。该方法具有自动化程度高、效率和质量高的特点,其中主要解决了单张高分辨率影像与物体几何模型的自动配准,以及配准后从多张影像生成无缝纹理模型的问题。实验证明了本文方法的可行性和有效性。     

基于倾斜影像的城市场景隐式曲面重建

在基于倾斜影像的城市场景重建过程中,由于获取影像时存在场景遮蔽和大视点变化的情况,建筑物立面等区域存在着影像密集匹配点云稀疏甚至空洞的情况,自动化重建难度大,难以反映建筑物的真实形态。本文提出了一种新的基于倾斜影像的城市场景隐式曲面重建方法：首先,以倾斜影像密集匹配点云为基础建立Delaunay四面体;然后,对Delaunay四面体进行约束图割,提取出可视化的三角面,进而更加精确地估计点云的法向信息;最终,结合Screened Poisson曲面重建,实现了城市场景的隐式曲面重建。通过多种隐式曲面重建方法的对比试验,验证了本方法的准确性和适用性。