基于单幅图像文化遗存遗址的三维重建方法

摘要

本发明涉及一种基于单幅图像文化遗存遗址的三维重建方法，首先将单张图像输入计算机；通过交互式手动或自动的图像处理方法，提取图像中三个主方向上的平行直线簇；并将平行直线簇分组，通过灭点重心求取法求取每组平行直线簇对应的灭点；利用灭点与相机内外方位元素的几何关系进行相机标定，在世界坐标系下建立一系列平行于参考平面的平行平面；通过反投影射线与平行平面的交点完成像点对应空间点的三维重建；对重建的图像点云进行点云网格化及纹理映射完成真实感三维模型的构建。本发明可以利用单张图像进行三维重建，对于仅存留一张照片且目前不复存在或损坏的古建筑三维重建尤为适用，有助于文化遗存遗址的数字化保护和文化旅游的宣传。

主权项

一种基于单幅图像文化遗存遗址的三维重建方法，其特征在于包括以下步骤实现：步骤S1：将一张待重建文化遗存遗址场景的图像或相片输入计算机；步骤S2：采用手动或自动的方法从步骤S1中所述图像中提取X、Y、Z三个垂直方向的平行直线簇，并将提取的直线簇分成三组；步骤S3：利用步骤S2提取的X、Y、Z方向的三组平行直线簇计算X、Y、Z三个主方向灭点，得到三个主灭点；步骤S4：利用步骤S3计算的X、Y、Z三个主灭点，根据三个主灭点计算相机内参数矩阵（K）及外参数矩阵（R，t）完成相机标定，即求取投影矩阵（P）；步骤S5：在三维空间中设定参考平面及参考方向，其中所述参考平面为空间直角坐标系的XY平面，所述参考方向为空间直角坐标系的Z方向，在所述参考方向上建立多个平行于参考平面的平行平面，利用反投影射线与平行平面的交点完成三维点重建，得到点云；步骤S6：对步骤S5重建的点云进行点云网格化及纹理映射完成真实感三维模型重建。