[发明专利]一种基于神经辐射场的燃气厂站三维重建方法及装置

权利要求书

1.一种基于神经辐射场的燃气厂站三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取由成像设备采集的多视点下燃气厂站的二维图像，以及被观察点的空间坐标和视角，视角为视点o与被观察点s的连线os的方向角；所述被观察点的空间坐标是在以任一视点o为原点的三维直角坐标系下的坐标，表示为三元组(x,y,z)，视角为连线os与y轴的夹角和连线os在平面xoz内的投影与x轴的夹角θ，表示为二元组

构建以被观察点的空间坐标和视角为输入、以用颜色值和透明度表示的二维成像结果为输出的神经辐射场模型，并利用多视点下的二维图像对所述模型进行训练；所述二维成像结果的成像平面为过o点且垂直于连线os的平面Ψ；所述模型为从五元组到四元组(r,g,b,α)的映射，r、g、b、α分别表示红、绿、蓝的颜色值和透明度；所述模型的输入为被观测点和以所述被观测点为中心的3*3*3立方体的8个顶点的五元组i＝1,2,…,9；所述神经辐射场模型的输入端包括两个分支：第一分支为包含N个卷积核的一维卷积模块，用于将9组转化为深度特征空间的5*N型矩阵；第二分支为自注意力机制计算模块，用于获得5个变量x、y、z、θ之间的潜在关系，同样输出一个5*N型矩阵；两个分支的输出端将两个5*N型矩阵首尾相接合并为一个5*2N型矩阵后，再经多层感知机输出四元组(r,g,b,α)；

将被观察点的空间坐标和视角输入训练好的模型，得到视点对应的二维成像结果，基于多个视点对应的二维成像结果进行燃气厂站三维重建。

2.一种基于神经辐射场的燃气厂站三维重建装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取由成像设备采集的多视点下燃气厂站的二维图像，以及被观察点的空间坐标和视角，视角为视点o与被观察点s的连线os的方向角；所述被观察点的空间坐标是在以任一视点o为原点的三维直角坐标系下的坐标，表示为三元组(x,y,z)，视角为连线os与y轴的夹角和连线os在平面xoz内的投影与x轴的夹角θ，表示为二元组

模型构建模块，用于构建以被观察点的空间坐标和视角为输入、以用颜色值和透明度表示的二维成像结果为输出的神经辐射场模型，并利用多视点下的二维图像对所述模型进行训练；所述二维成像结果的成像平面为过o点且垂直于连线os的平面Ψ；所述模型为从五元组到四元组(r,g,b,α)的映射，r、g、b、α分别表示红、绿、蓝的颜色值和透明度；所述模型的输入为被观测点和以所述被观测点为中心的3*3*3立方体的8个顶点的五元组i＝1,2,…,9；所述神经辐射场模型的输入端包括两个分支：第一分支为包含N个卷积核的一维卷积模块，用于将9组转化为深度特征空间的5*N型矩阵；第二分支为自注意力机制计算模块，用于获得5个变量x、y、z、θ之间的潜在关系，同样输出一个5*N型矩阵；两个分支的输出端将两个5*N型矩阵首尾相接合并为一个5*2N型矩阵后，再经多层感知机输出四元组(r,g,b,α)；

三维重建模块，用于将被观察点的空间坐标和视角输入训练好的模型，得到视点对应的二维成像结果，基于多个视点对应的二维成像结果进行燃气厂站三维重建。