一种立体视觉的三维重建装置的制造方法

专利名称:一种立体视觉的三维重建装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种立体视觉的三维重建装置，属于视觉重构装置技术领域。本实用新型所提供的三维重建系统包括左右图像提取装置、立体匹配优化装置、视差优化装置和三维重构装置；提取单元的图像信号输出端与立体匹配优化装置的信号输入端相连；立体匹配优化装置的信号输出端与视差优化装置的信号输入端相连；视差优化装置的信号输出端与三维重构装置的信号输入端相连。本实用新型提出的三维重建系统具有结构简单，成本低，重建精度高等特点。
【专利说明】
一种立体视觉的三维重建装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种立体视觉的三维重建装置，属于视觉重构装置技术领域。
【背景技术】
[0002]立体视觉理论是基于人类及其他高等生物的视觉系统而建立的，是被动测量的重要分支。它首先从左右两个视点观察同一场景，获取不同视点下的场景图像，然后根据三角测量原理计算图像对应基元间的位置偏差(即视差)来获取物体的深度信息，然而在探索和研究的过程中，发现现有的方法和装置均存在设备复杂、重建效果不好等缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决上述现有技术中的问题，提出了一种基于立体视觉的三维重建装置，所采取的技术方案如下:
[0004]所述三维重建装置包括左右图像提取装置1、立体匹配优化装置2、视差优化装置3和三维重构装置4;所述提取装置I的图像信号输出端与立体匹配优化装置2的信号输入端相连;所述立体匹配优化装置2的信号输出端与视差优化装置3的信号输入端相连;所述视差优化装置3的信号输出端与三维重构装置4的信号输入端相连。
[0005]优选地，所述立体匹配优化装置2包括差分尺度构建装置21、特征点及方向确定装置22、描述子生成装置23、特征提取装置24和立体匹配装置25;所述差分尺度构建装置21的信号输入端即为立体匹配优化装置2的信号输入端，所述差分尺度构建装置21的信号输出端与特征点及方向确定装置22的信号输入端相连;所述特征点及方向确定装置22的信号输出端与描述子生成装置23的信号输入端相连;所述描述子生成装置23的信号输出端与特征提取装置24的信号输入端相连;所述特征提取装置24的信号输出端与立体匹配装置25的信号输入端相连;所述立体匹配装置25的信号输出端即为立体匹配优化装置2的信号输出端。
[0006]优选地，所述视差优化装置3包括视差分割装置31、黑洞区域提取装置32、平面拟合装置33和场景深度信息获取装置34;所述视差分割装置31的信号输入端即为视差优化装置3的信号输入端;所述视差分割装置31的信号输出端与黑洞区域提取装置32的信号输入端相连;所述黑洞区域提取装置32的信号输出端与平面拟合装置33的信号输入端相连;所述平面拟合装置33的信号输出端与场景深度信息获取装置34的信号输入端相连;所述场景深度信息获取装置34的信号输出端即为视差优化装置3的信号输出端。
[0007]本实用新型提出的基于立体视觉的三维重建装置，无需使用高精度摄像头，只需要同一物体的两幅不同角度图像，即可恢复重建物体的三维模型。这极大的减少了双目立体视觉系统的成本。同时，具有高精度的三维重建效果，用户可以随时通过照片即可获取自己的三维模型，丰富了人们对三维世界的感受和体验。
【附图说明】

[0008]图1为本实用新型的结构示意图。
[0009]图2为本实用新型所述视差优化装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0011]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0012]此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
[0013]图1为本实用新型的主视结构示意图，图2为本实用新型所述视差优化装置的内部结构示意图，结合图1和图2，本实用新型提出的三维重建装置包括左右图像提取装置1、立体匹配优化装置2、视差优化装置3和三维重构装置4;提取装置I的图像信号输出端与立体匹配优化装置2的信号输入端相连;立体匹配优化装置2的信号输出端与视差优化装置3的信号输入端相连;视差优化装置3的信号输出端与三维重构装置4的信号输入端相连。
[0014]立体匹配优化装置2包括差分尺度构建装置21、特征点及方向确定装置22、描述子生成装置23、特征提取装置24和立体匹配装置25;差分尺度构建装置21的信号输入端即为立体匹配优化装置2的信号输入端，差分尺度构建装置21的信号输出端与特征点及方向确定装置22的信号输入端相连;特征点及方向确定装置22的信号输出端与描述子生成装置23的信号输入端相连;描述子生成装置23的信号输出端与特征提取装置24的信号输入端相连;特征提取装置24的信号输出端与立体匹配装置25的信号输入端相连;立体匹配装置25的信号输出端即为立体匹配优化装置2的信号输出端。
[0015]视差优化装置3包括视差分割装置31、黑洞区域提取装置32、平面拟合装置33和场景深度信息获取装置34;所述视差分割装置31的信号输入端即为视差优化装置3的信号输入端;视差分割装置31的信号输出端与黑洞区域提取装置32的信号输入端相连;黑洞区域提取装置32的信号输出端与平面拟合装置33的信号输入端相连;平面拟合装置33的信号输出端与场景深度信息获取装置34的信号输入端相连;场景深度信息获取装置34的信号输出端即为视差优化装置3的信号输出端。
[0016]需要说明的是:本实用新型通过左右两侧获取物体的图像信息，在获取信息后通过计算机模块对获得的图像信息进行所需的分割、提取、分析、拟合、匹配、优化和重构等过程均为现有成熟技术，现有技术中有众多的成熟算法可供选择，无需本领域技术人员编写特定的软件算法程序，在此不做详细介绍。
[0017]虽然本实用新型已以较佳的实施方式公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种立体视觉的三维重建装置，其特征在于，所述三维重建装置包括左右图像提取装置(1)、立体匹配优化装置(2)、视差优化装置(3)和三维重构装置(4);所述提取装置(I)的图像信号输出端与立体匹配优化装置(2)的信号输入端相连;所述立体匹配优化装置(2)的信号输出端与视差优化装置(3)的信号输入端相连;所述视差优化装置(3)的信号输出端与三维重构装置(4)的信号输入端相连。2.权利要求1所述三维重建装置，其特征在于，所述立体匹配优化装置(2)包括差分尺度构建装置(21)、特征点及方向确定装置(22)、描述子生成装置(23)、特征提取装置(24)和立体匹配装置(25);所述差分尺度构建装置(21)的信号输入端即为立体匹配优化装置(2)的信号输入端，所述差分尺度构建装置(21)的信号输出端与特征点及方向确定装置(22)的信号输入端相连;所述特征点及方向确定装置(22)的信号输出端与描述子生成装置(23)的信号输入端相连;所述描述子生成装置(23)的信号输出端与特征提取装置(24)的信号输入端相连;所述特征提取装置(24)的信号输出端与立体匹配装置(25)的信号输入端相连;所述立体匹配装置(25)的信号输出端即为立体匹配优化装置(2)的信号输出端。3.权利要求1所述三维重建装置，其特征在于，所述视差优化装置(3)包括视差分割装置(31)、黑洞区域提取装置(32)、平面拟合装置(33)和场景深度信息获取装置(34);所述视差分割装置(31)的信号输入端即为视差优化装置(3)的信号输入端；所述视差分割装置(31)的信号输出端与黑洞区域提取装置(32)的信号输入端相连;所述黑洞区域提取装置(32)的信号输出端与平面拟合装置(33)的信号输入端相连;所述平面拟合装置(33)的信号输出端与场景深度信息获取装置(34)的信号输入端相连;所述场景深度信息获取装置(34)的信号输出端即为视差优化装置(3)的信号输出端。
【文档编号】G06T17/00GK205721992SQ201620382662
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】费磊, 宋昌江, 于晓燕, 王云龙, 赵钰哲, 丛晓丹, 叶爱英, 吴冈
【申请人】黑龙江省科学院自动化研究所