《基於非剛性變換的雷射掃描模型高質量紋理重建研究》是依託武漢大學，由張帆擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於非剛性變換的雷射掃描模型高質量紋理重建研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張帆
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射掃描技術是精確三維重建的重要數據獲取手段，在精密測量、虛擬地理環境、文物保護、虛擬現實等方面套用日益廣泛。但是，對象表面高質量的紋理信息無法由雷射掃描技術獲得，需要用紋理重建的方式表現，而紋理重建涉及到的三維模型與二維影像的配準、紋理分塊無縫拼接等問題均未得到很好的解決。本項目結合雷射掃描模型的特點，以非剛性變換為基礎，針對高質量紋理重建中存在的問題，以提出具有可操作性的雷射掃描模型高質量紋理重建的解決方案為研究目標，並以文物三維數位化為例，進行方法驗證與示範套用研究。研究內容包括非剛性變換模型的相關理論；融合強度和幾何信息的模型與影像非剛性配準理論與方法；紋理映射局部非剛性調整技術等。本項目的創新之處表現在：將非剛性變換模型引入紋理重建技術，以糾正模型誤差和影像畸變的影響；利用雷射掃描強度信息為中介，配準幾何模型與紋理影像，以獲得更穩定和精確的紋理重建結果。
結題摘要
高質量紋理重建是文化遺產三維數位化保護中的重要步驟，而由於幾何模型形體複雜、遮擋嚴重、數據量大，且幾何模型和紋理影像在獲取和處理中不可避免存在一定的誤差，使得高保真度紋理重建非常困難。本項目即圍繞著高保真度紋理重建中的這些難題展開研究，內容包括：雷射回波信號強度檢校，研究了雷射回波信號強度與距離、入射角之間的關係，並對其進行糾正；雷射掃描點雲直線特徵提取，研究了通過球面投影的方式，將單站雷射掃描數據投影到球面上，並在球面上進行特徵提取和分析，並改進了霍夫變換，能使其檢測到投影到球面後的直線特徵；雷射掃描數據與影像的非剛性配準，研究了以興趣邊緣與梯度場為配準基元，薄板樣條為配準函式的雷射掃描數據與影像的配準方法；三維雕塑模型的紋理映射，改進了薄板樣條模型，並將其套用到三維雕塑的紋理映射中，使得紋理在整體和局部都能很好的映射到三維模型上等。此外，本項目還整個這些研究成果，完善了紋理重建實驗平台，該平台在敦煌莫高窟、桂林靖江王陵等文化遺產數位化保護工程項目中得到了重大套用。
