[发明专利]交互式建模方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种图像理解的一种应用，尤其设计一种提取建筑物的交互式建模方法。

【背景技术】

随着各种可拍照设备的普及，图片获取已非常容易，如何用图片快速重建现实世界三维模型仍然是计算机图形学和视觉领域的热点和难点研究问题。建筑作为城市场景中最重要的组成部分，其三维模型的构建受到学术界和产业界的广泛关注。

现有基于图片的建筑建模中，基本采用自动化和交互式两种方法来建模。

针对基于图片的自动化建模，其对输入图片的数量及拍摄角度有比较高的要求，受光照、建筑物结构相互遮挡、墙面纹理等影响，往往很难获取理想拍摄角度及足够数量的图片；另一方面，建筑物，特别是现代建筑，具有很强的规则性，自动化建模过程中多副图片的匹配很容易产生歧义，自动化的方法很难消解这种歧义，从而导致建模结果欠佳。

而交互式方法需要用户通过大量勾画形成完整几何结构，效率低，实有待改善。

【发明内容】

有鉴于现有技术中交互式方法的缺陷，有必要提供一种提高建模自动化程度，减少交互操作的交互式建模方法，让用户可以轻松地利用拍摄的照片创建三维模型。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种交互式建模方法，其中，该方法包括：

一致分割步骤，对多视角图片一致分割成数个区域；

置信步骤，对每一个区域进行置信评价出置信度并与阈值进行比较；

交互步骤，对低于阈值的区域，人工勾画返回置信步骤；

重复步骤，重复置信步骤与交互步骤直到数个区域中每个区域的置信度都符合阈值要求；

建模步骤，根据符合阈值的数个区域生成建筑物。

其中，置信度阈值由用户指定，阈值小则倾向于产生精度更高的模型，但交互工作量也可能有所增加。

所述的交互式建模方法，其中，该交互式建模方法还包括，在一致分割步骤前的初始化步骤，将多张图片变成多视角图片。

所述的交互式建模方法，其中，该初始化步骤具体采用三维建模、点线对应或人工交互中的至少一种。

所述的交互式建模方法，其中，该一致分割步骤中根据图片线段进行一致分割。

所述的交互式建模方法，其中，该图片线段为提取的建筑物几何结构的棱线。

所述的交互式建模方法，其中，该图片线段为提取的建筑物纹理、墙面光照或颜色变化。

所述的交互式建模方法，其中，该交互步骤采用多点触摸方式交互。

相对有现有技术，本发明不仅深入挖掘图片信息，还充分结合建筑物结构的先验知识，从而能够大量减少用户交互，有效提高建模自动化程度。此外，基于图片的交互式建筑物建模方法不仅可以用来进行三维重建，也能极大地辅助建筑设计以及实景的规划设计等。

【具体实施方式】

下面结合图示，对本发明进行说明。

本发明的发明思想是从多幅图片出发，通过用户交互初步建立一些建筑物多面体的点线之间的连接和对应关系，在此过程中不断优化求解配准以及建筑物几何结构，通过自动提取的图片线段可以“扩展”现有的几何结构，即从现有几何结构出发结合图片线段“智能”地推测周围的几何结构，如此迭代重复。在这个过程中，用户交互主要用于帮助系统消解自动推测过程中产生的歧义，用户只需要确认或者否认系统自动推测得到的结果，因此，相比于现有技术，能够大大减少交互量。

一种交互式建模方法，包括：初始化步骤、一致分割步骤、置信步骤、交互步骤，重复步骤以及建模步骤。

该初始化步骤将多张图片变成多视角图片。该初始化步骤具体采用三维建模、点线对应或人工交互中的至少一种。初始化步骤中，首先要解决的问题是多视角图片的配准：当图片数量较多时可以使用三维建模对图片进行自动配准，但该过程比较耗时。本发明优选的方法是发现用户交互指导多视角图片一致分割的过程中，自然地会指出多视角图片之间的一些对应点线关系，可以通过这些对应关系实现多视角图片配准，因此，用户只需要在引导下帮助实现多视角图片的一致分割，本方法就能求解配准和建筑物的几何结构。