10、基于二维图像的三维重建技术及文化遗址场景数字化

基于二维图像的三维重建技术及文化遗址场景数字化

在当今科技发展的浪潮中，三维重建技术和文化遗址场景数字化技术正发挥着越来越重要的作用。传统获取三维场景信息的激光扫描仪存在成本高、效率低等问题，而基于二维图像的三维重建技术因其成本低、效率高的优势逐渐受到关注。同时，文化遗址场景的数字化对于文化遗产的保护和研究也具有重要意义。

基于二维图像的三维重建技术

• 立体匹配
  • 特征提取 ：基于特征的立体匹配可分为点特征匹配、线特征匹配和表面特征匹配。点特征应用广泛，以下介绍两种经典的点特征提取方法：
    • Harris角点检测算法 ：该算法的核心思想是在图像中设计一个局部检测窗口，当窗口在各个方向上做小的移动时，研究窗口的平均能量会发生变化。当能量值的变化超过设定的阈值时，提取窗口的中心像素点作为角点像素。
    • SIFT特征点检测算法 ：首先在尺度空间中进行极值检测，确定关键点的位置和尺度。接着，通过拟合三维二次函数来确定特征点的亚像素位置和尺度，同时去除低对比度的关键点和不稳定的边缘对应关系，以增强匹配稳定性和提高抗噪能力。
  • 特征匹配 ：立体匹配是三维重建的关键问题，匹配过程需使用多种约束条件。立体匹配算法一般分为两类：
    • 基于区域的匹配方法 ：这是最早被研究的方法，也是最简单且易于硬件