三维场景点云理解与重建技术
2023-06-20龚靖渝楼雨京柳奉奇张志伟陈豪明张志忠谭鑫谢源马利庄
中国图象图形学报 2023年6期
龚靖渝,楼雨京,柳奉奇,张志伟,陈豪明,张志忠,谭鑫,谢源,马利庄,*
1.上海交通大学计算机科学与工程系,上海 200240;2.华东师范大学计算机科学与技术学院,上海 200062
0 引言
3 维场景模型是真实世界在计算机中进行数字化后的具体表征方式,对3 维场景模型的研究不仅能够使机器模仿人类通过3 维空间的思维来理解周围环境,更能够使机器以智能体的方式参与到真实3 维世界的工业生产、城市与交通规划以及与人体的交互中。基于3 维场景模型研究的核心在于对3 维场景的语义理解以及细粒度重建,而点云作为采集设备通用的3 维数据形式,常被主流的工作用于表征3维场景模型进行相关研究。
场景点云通常可以通过色彩深度(RGB-depth,RGB-D)相机、激光雷达等设备对场景进行扫描来获得。除此之外,室内场景点云也可以利用即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)的技术(Hosseinzadeh 等,2019),通过相机拍摄的相邻帧间的图像估计相机运动,并恢复场景的空间结构来得到。但是通过扫描方法得到的原始点云往往并不完整,需要后续的处理,而后续的扫描点云特征提取与融合主要包括对扫描的原始点云进行点级别的几何特征提取,以及根据点的特征进行配准从而完成点云的融合。其中的点云配准是从扫描3 维数据到完整点云场景模型的核心技术模块(李建微和占家旺,2022)。3 维场景扫描与配准系列技术可以广泛应用于真实场景的3 维建模以及虚拟混合现实等信息化生产与数字娱乐的应用中。……
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