[发明专利]一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法

说明书

本发明提供一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法，包括：通过解析影像地图获得场景布局信息，通过解析多幅场景的互联网图像获得场景对象的几何结构信息，将场景布局信息和对象结构信息结合获得整个场景的三维信息的描述；构建三维对象素材库，通过语义和模型特征信息在库中检索模型，将描述的场景中的每个对象或对象部件转化为具体的三维模型，并依据场景的布局和结构信息进行变形等操作，最终获得整个室外三维场景组合构建的结果。本发明所提供的三维场景描述方法能够有效描述三维场景的布局、结构和语义信息，为检索提供依据；另一方面，本发明也提供了一种模型检索和匹配的参考方法。

技术领域

本发明涉及计算机视觉和三维场景建模领域，具体地说是一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法。

背景技术

三维场景建模是计算机领域的重要问题之一，目前已经广泛应用于虚拟摄影和影视后期等方面，并且发挥了重要的作用。

虚拟摄影的使用可以追溯到冷战时期，当时部分国家基于国防训练的需要，而研发战况模拟系统，可谓虚拟摄影棚的前身。而冷战过后，由于没有战争需求，所以便将这套系统加以改良而推出。虚拟摄影的优点是可以使空间得到有效的运用，同时还可以重复利用。虚拟摄影棚可以搭建比实际空间更大的场景，而不同的场景也可以共用同一个摄影棚，而不如传统摄影棚般，需要空间囤放布景。虽然传统摄影棚得以将部分布景回收再利用，但虚拟摄影棚却可使用同一个摄影棚，并在极短的时间内转换布景，远远超过传统摄影棚的再利用性。此外，虚拟摄影棚容易修改场景，降低拍摄成本，而传统摄影棚的布景，在搭建完毕后不容易进行大幅度的修改，而虚拟摄影棚因为布景完全电脑化，所以修改极为容易。重复拆搭布景，更换摄影棚都耗费大量成本，而虚拟摄影棚因为没有实体布景的需求，便能降低这部份的成本。虚拟摄影还有一个优点就是它可以增强视觉效果，变化程度更高，利用电脑，虚拟摄影棚能让演出者与电脑动画产生互动，并以立体鲜艳的动画达成传统摄影棚无法做到的效果。

虚拟摄影也存在着一些缺点，比如真实度有待提升。由于仍然在发展阶段，许多设备产生的动画并无法与实际影像完全配合，而造成穿帮。此外，由于摄影棚大小限制，虚拟摄影棚太小，所以演出人员不易走位，但太大，则技术上(如摄影机追踪)或经费上(添购更多器材)都是一大困难。

虚拟摄影中有一个很大的问题，简单来说就是时间长，直觉差。在录影前，由于不如传统摄影棚“所见即所得”的录影方式，不但需要注意与电脑动画配合，所有工作人员更需要熟悉整个场景，造成拍摄时间加长。根据这一缺点，现在的虚拟摄影大部分都使用了实时预演的拍摄方法，来解决这一问题。然而传统的三维场景建模一般由美术设计师手动完成，耗时耗力且速度很慢。

因此，本发明提供了一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法。

发明内容

根据上述实际需求和关键问题，本发明的目的在于：提出一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法，能够将场景的图像信息通过语义分割的方法进行解析，在参考场景的自然规律进行优化，然后获得场景对象信息的描述，再基于数据驱动的方法依据解析出的场景对象信息进行模型检索，构建整个场景三维模型；本方法面向快速的三维场景建模应用，将用户输入的图像对应的场景进行三维建模。

本发明采用的技术方案为：一种基于图像内容解析的室外三维场景组合构建方法，包含以下步骤：

步骤(1)、通过语义分割将影像地图中的场景对象布局解析出来；

步骤(2)、通过共分割方法将多角度的场景图像中的场景对象几何结构信息解析出来；

步骤(3)、将场景对象的几何结构和布局信息结合获得场景的三维信息描述；

步骤(4)、根据场景对象可能出现的对象类型构建三维对象素材库，并将库中模型进行标准化处理；

步骤(5)、根据三维信息检索适合的模型；