[发明专利]立体图像的三维重构与可视化方法及设备

说明书

本发明提供了一种立体图像的三维重构与可视化方法及设备。所述方法包括：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。本发明可以去除噪点和杂波，实现对多帧数据进行精确的配准拼接，提高了声纳图像的可视化水平及实时渲染效率。

技术领域

本发明实施例涉及目标成像技术领域，尤其涉及一种立体图像的三维重构与可视化方法及设备。

背景技术

水下环境的声纳图像存在分辨率低，噪声干扰严重，多径现象，旁瓣干扰以及存在多普勒效应等问题。由声纳接收阵列采集到的声纳原始数据生成的原始声纳点云数据，存在噪点多、反射杂波多、图像体验感差等缺点。此外，在测海底地形地貌时，采用传统的波束形成方法，多帧之间的关系不明确，所以无法对多帧数据进行拼接，得到的地形地貌成像结果较为粗糙，无法满足高精度的测绘要求。因此，开发一种立体图像的三维重构与可视化方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种立体图像的三维重构与可视化方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种立体图像的三维重构与可视化方法，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。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的立体图像的三维重构与可视化方法，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，BF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；为I的p点；q为邻域中一点；为q的多维空间；S为p的邻域集；是否在p的领域集内；为取范数；分别为空间域权重和像素域权重；为I的p点；为I的q点。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的立体图像的三维重构与可视化方法，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。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的立体图像的三维重构与可视化方法，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。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的立体图像的三维重构与可视化方法，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。