基于深度相機(jī)的三維物體與人體掃描重建.pdf

1、獲取物體以及人體表面的三維幾何信息是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域中一項(xiàng)基本任務(wù)，有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。同傳統(tǒng)三維掃描和立體視覺方法相比，深度相機(jī)價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)小巧、使用方便、不易受紋理光照的影響，且能實(shí)時(shí)捕獲物體表面深度與彩色信息。然而目前深度相機(jī)普遍存在獲取深度信息分辨率低、噪聲大的問題。另外，為了獲取物體表面各個(gè)角度完整的幾何信息，需要對(duì)多視角捕獲的高噪聲數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，而動(dòng)態(tài)物體的配準(zhǔn)仍然是一個(gè)被廣泛關(guān)注的研究難題。本文利用兩種深度相機(jī)

2、，嘗試建立一套簡(jiǎn)單易用的三維物體與人體掃描重建系統(tǒng)，主要研究工作如下:
　　 利用time-of-flight(TOF)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)物體掃描重建:首先對(duì)物體不同角度拍攝的深度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;對(duì)生成的網(wǎng)格序列進(jìn)行兩兩剛體配準(zhǔn)、選取關(guān)鍵幀網(wǎng)格;進(jìn)行全局非剛體配準(zhǔn)和網(wǎng)格變形，最后得到質(zhì)量較高的模型。
　　 利用TOF相機(jī)，實(shí)現(xiàn)三維發(fā)型掃描重建:利用時(shí)域平均方法減緩采集數(shù)據(jù)中的隨機(jī)噪聲，利用不同視點(diǎn)下的距離約束減緩相機(jī)系統(tǒng)畸變

3、，在處理發(fā)型深度數(shù)據(jù)的同時(shí)也可以處理人體掃描過程中輕微的非剛體形變。本文所提出方法也可用于處理一般材質(zhì)模型的掃描重建，達(dá)到了較好的效果。
　　 針對(duì)單臺(tái)Kinect掃描全身人體數(shù)據(jù)質(zhì)量較差以及多臺(tái)Kinect之間相互干擾的問題，提出了一種利用多臺(tái)Kinect的三維人體非剛體掃描重建方法。該方法首先重建粗糙人體模板，逐幀驅(qū)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)兩兩變形配準(zhǔn);然后在變形空間上進(jìn)行全局非剛體配準(zhǔn)，以滿足環(huán)路閉合約束、處理遮擋引起的問題;利用模板將