[发明专利]立体图像的三维重构与可视化方法及设备

权利要求书

1.一种立体图像的三维重构与可视化方法，其特征在于，包括：针对立体图像空间域和像素范围域进行单帧去噪，对去噪后的图像进行聚类分割，得到分类后图像；对分类后图像进行插值拟合，得到目标物平滑图像，获取每帧目标物平滑图像的绝对坐标及点的强度信息；根据绝对坐标对多帧目标物平滑图像进行配准拼接，得到第一图像，根据点的强度信息对第一图像进行三维可视化色彩渲染，完成立体图像的三维重构及可视化；所述根据点的强度信息对第一图像进行三维可视化色彩渲染，包括：对第一图像进行曲面重构，构建三维表面的三角面区片，对三角面区片采用基于强度的红绿蓝色彩渲染或基于法向和曲率的色彩渲染进行着色；引入三角面区片，移动立方体算法，将图像数据转换为网格的索引和顶点数据，用OpenGL分别进行图像、网格、曲面渲染；提高了声纳图像的可视化，使用户获得更良好的体验；通过CUDA GPU算法，将OpenGL的部分功能用GPU实现加速，提升了实时渲染效率；

其中，所述对去噪后的图像进行聚类分割，得到分类后图像，包括：定位空间中第一点，获取离第一点为预设距离的第一若干点，判断第一若干点到第一点的距离，将距离小于距离阈值的点及第一点作为第一点集；在第一点集中定位第二点，获取离第二点为预设距离的第二若干点，判断第二若干点到第二点的距离，将距离小于距离阈值的点及第二点加入第一点集，如此反复直至无新点加入第一点集中，则对去噪后的图像完成聚类分割。

2.根据权利要求1所述的立体图像的三维重构与可视化方法，其特征在于，所述针对立体图像空间域和像素范围域进行单帧滤波去噪，包括：

其中，为I立体图像的p点经过双边滤波后输出的图像信息；p为当前点；为p的多维空间；I为立体图像；q为邻域中一点；为q的多维空间；S为p的邻域集；为是否在p的领域集内；|| ||为取范数；ω_s和ω_r分别为空间域权重和像素域权重；为I的p点；为I的q点。

3.根据权利要求1所述的立体图像的三维重构与可视化方法，其特征在于，所述根据绝对坐标对多帧目标物平滑图像进行配准拼接，得到第一图像，包括：获取前一帧目标物平滑图像和后一帧目标物平滑图像的重叠区，将所述重叠区分为第一数据集和第二数据集，采用反向投影法分别获取第一数据集的第一控制点集和第二数据集的第二控制点集，对第一控制点集和第二控制点集进行迭代配准，得到第一控制点集的第一变换矩阵和第二控制点集的第二变换矩阵，采用第一变换矩阵对前一帧图像进行变换，采用第二变换矩阵对后一帧图像进行变换，实现对前一帧目标物平滑图像和后一帧目标物平滑图像的配准拼接，得到第一图像。

4.根据权利要求3所述的立体图像的三维重构与可视化方法，其特征在于，所述构建三维表面的三角面区片，包括：引入三角面区片，移动立方体算法，将图像数据转换为网格的索引和顶点数据；构建完成三维表面的三角面区片，可以将三角面区片作为单元，进行渲染。

5.根据权利要求4所述的立体图像的三维重构与可视化方法，其特征在于，所述构建完成三维表面的三角面区片，可以将三角面区片作为单元，进行渲染包括：对三角面区片采用基于强度的红绿蓝色彩渲染或基于法向和曲率的色彩渲染进行着色；引入用OpenGL分别进行图像、网格、曲面渲染；提高了声纳图像的可视化，使用户获得更良好的体验；通过CUDAGPU算法，将OpenGL的部分功能用GPU实现加速，提升了实时渲染效率。