[发明专利]一种基于单张图片的室内场景建模方法

摘要

本发明涉及一种基于单张图片的室内场景建模方法，该方法在用户输入的单幅室内场景图片启发下，以预先构建好的模型库为基础，通过图像分析与模型检索二个阶段来实现室内场景的建模。在图像分析阶段，利用图像分析技术结合图像分割方法获得输入图像场景中所包含的待建模物体；在模型检索阶段，将图像中待建模物体和模型库中各个视点下的三维模型统一渲染成线框图的形式，并采用星图的表示方法，对所获得的各线框图进行层次化特征编码。在检索过程中正是利用图像中待建模物体与模型库中三维模型星图的匹配程度，来获得场景图片中类似的三维模型，进而完成场景的重建。

主权项

一种基于单张图片的室内场景建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，图像分析阶段，输入一张单视点下拍摄的室内场景图像I，以及一个由多类模型组成的模型库S，对输入图像I进行分析，然后结合图像分割方法，提取出输入图像I中所包含的待建模物体{O1，...，On}；步骤(2)，模型检索阶段，利用图像中提取的待建模物体{O1，...，On}，在模型库S中检索得到匹配的三维模型，完成对应场景的重建；步骤(1)中对输入图像进行分析，然后结合图像分割方法，提取出输入图像I中所包含的待建模物体{O1，...，On}，包括：步骤(11)，分析图像，求取图像场景的灭点以及所包含的待建模物体包围盒；步骤(12)，对图像进行过分割，并在所求包围盒的指导下，对过分割区域按比例进行合并，获得图像中所包含的待建模物体{O1，...，On}；步骤(2)中，利用待建模物体在模型库S中搜索与其匹配的模型，完成对应场景的重建，包括如下步骤：步骤(21)将求取的待建模物体{O1，...，On}与模型库S中不同视点下三维模型渲染成线框图的形式；对线框图进行编码，统一到星图的表示方式；步骤(22)把利用图像分析技术获得的场景灭点，根据三维透视投影原理，计算出场景视点E在物体坐标系中的坐标；将物体坐标系转换到球坐标系下，用二元组来表示场景视点E相对于场景的偏转角度；步骤(23)在检索过程中，即在待建模物体与模型库中不同视点下的所有模型匹配的时候，根据所求场景视点进行有选择性地匹配；匹配通过星图之间的相似度评分来计算；步骤(24)取出评分前五的三维模型供用户选择，将用户选择出的三维模型放在对应位置重构出三维场景。