[发明专利]一种基于单幅线条图像的三维立体重建方法

权利要求书

1.一种基于单幅线条图像的三维立体重建方法，其特征是，包括如下步骤：

1)从输入图像中提取出矢量线条图；

2)从三维模型库中使用子图同构的方法为矢量线条图选取若干候选模型；且需进行两次匹配，第一次将矢量线条图作为大图，将三维模型作为小图；第二次将三维模型作为大图，将矢量线条图作为小图；

3)将矢量线条图的顶点坐标固定，在三维空间中旋转、平移和缩放候选模型以匹配矢量线条图的二维顶点坐标，使得矢量线条图与候选模型各个顶点的坐标之方差达到最小值；然后从若干个候选模型中选出坐标之方差最小的模型，作为三维立体重建的结果。

2.如权利要求1所述的三维立体重建方法，其特征是，步骤1)的实现方法为：

1.1)将输入图像进行二值化处理和连通分支搜索；

1.2)将图像中待提取的线条分为实线和虚线进行直线的提取；

1.3)根据所提取的直线的交点把直线切分成线段；

1.4)过滤掉多余的线条，得到矢量线条图。

3.如权利要求1所述的三维立体重建方法，其特征是，步骤2)中所述的三维模型库中，以参数化形式保存三维模型：一个三维模型为一个三维空间中的线条图，其顶点坐标由一组参数控制。

4.如权利要求1所述的三维立体重建方法，其特征是，步骤1)的实现方法为：

1.1)对输入图像的连通分支进行k-means聚类，采用连通分支的包围框大小和像素面积作为其聚类属性，分为三类：主框架、虚线点、描述文字；

1.2)使用Hough变换对主框架连通分支进行实线提取，使用RANSAC方法进行虚线提取；

1.3)去除包括悬空线、停靠线、对角线在内的多余线条，生成矢量线条图。

5.如权利要求1所述的三维立体重建方法，其特征是，步骤3)的实现方法为：

3.1)将矢量线条图顶点坐标固定，在三维空间中旋转、平移和缩放候选模型以匹配矢量线条图的二维顶点坐标；

3.2)计算候选模型经过平行投影到矢量线条图平面的坐标，并得到模型投影坐标和线条图顶点坐标的方差，构成目标函数并对其进行优化求解；

3.3)选取使得目标函数最小的候选模型作为最优模型。

6.如权利要求1所述的三维立体重建方法，其特征是，还包括以下步骤：

4)输出三维立体重建的结果。