Visual Hull基于序列图像的三维重建

最新推荐文章于 2023-03-06 22:43:58 发布

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crystalcaliib

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文章标签：三维重建 VTK Visual Hull 序列图像投影矩阵

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_36007951/article/details/80540247

Visual Hull方法依赖于序列图像和相机投影矩阵P进行三维重建。在实际操作中，相机标定是个关键步骤，不确定是只需标定一次，还是需要随着图像角度变化进行多次标定。尽管激光标定板旋转一周的方法常见，但对于小物体和不同焦距的镜头，可能不适用。无论采用何种标定方式，只要获得每张图像的P矩阵，就能进行三维重建。开发环境包括Windows8.1、VS2010、OpenCV2.4.9和VTK。通过修改从GitHub找到的松鼠模型示例代码，实现了成功的三维重建。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Visual Hull是基于轮廓信息的三维重建，输入是序列图像以及对应序列图像的相机投影矩阵P。如果换成自己想要的序列图像，

相应的P矩阵也需要更换，因为P矩阵是相机标定后得到的。现在感觉自己作标定遇到了些许困难，不知是只作一次标定，还是

需要标定板也旋转一周，根据图像数量的多少旋转相应的角度，标定一周？我看过github上码主的视频，用的是激光标定板旋转一周作的标定，但是针对小物体，标定板也相对更小，镜头的焦距也相应变小，此时感觉这个办法就不是很通用了。不过可以放心的是，不论用什么办法标定，只要拿到每张图像对应的P矩阵，就能完成物体的三维重建。

开发环境：windows8.1,vs2010,opencv2.4.9,vtk;

完整代码我是在github上找到的，以松鼠模型为例子，代码原本有些错误，改了改之后，可以成功运行。

啥也不多说，直接贴代码吧。

// trySquirral.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
// Squirral.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <algorithm>

#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/calib3d/calib3d.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkStructuredPoints.h>
#include <vtkPointData.h>
#include <vtkPLYWriter.h>
#include <vtkFloatArray.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkImageCast.h>  
#include <vtkImageShiftScale.h>  
#include <vtkMetaImageReader.h>  
#include <vtkImageViewer2.h>  
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkMarchingCubes.h>
#include <vtkCleanPolyData.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkAutoInit.h>
#include <vtkImageCanvasSource2D.h>

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle)
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType)
 
using namespace cv;




const int IMG_WIDTH = 1280;
const int IMG_HEIGHT = 960;
const int VOXEL_DIM = 128;
const int VOXEL_SIZE = VOXEL_DIM*VOXEL_DIM*VOXEL_DIM;
const int VOXEL_SLICE = VOXEL_DIM*VOXEL_DIM;
const int OUTSIDE = 0;

struct voxel {
    float xpos;
    float ypos;
    float zpos;
    float res;
    float value;
};

struct coord {
    int x;
    int y;
};

struct startParams {
    float startX;
    float startY;
    float startZ;
    float voxelWidth;
    float voxelHeight;
    float voxelDepth;
};

struct camera {
    cv::Mat Image;
    cv::Mat P;
    cv::Mat K;
    cv::Mat R;
    cv::Mat t;
    cv::Mat Silhouette;
};

void exportModel(char *filename,