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對(duì)于多幀通過不同角度拍攝的景物圖像,各幀之間包含一定的公共部分。為了利用深度圖像進(jìn)行三維重建,需要對(duì)圖像進(jìn)行分析,求解各幀之間的變換參數(shù)。深度圖像的配準(zhǔn)是以場景的公共部分為基準(zhǔn),把不同時(shí)間、角度、照度獲取的多幀圖像疊加匹配到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中。計(jì)算出相應(yīng)的平移向量與旋轉(zhuǎn)矩陣,同時(shí)消除冗余信息。點(diǎn)云配準(zhǔn)除了會(huì)制約三維重建的速度,也會(huì)影響到模型的精細(xì)程度和全局效果。因此必須提升點(diǎn)云配準(zhǔn)算法的性能。
全局配準(zhǔn)是使用整幅圖像直接計(jì)算轉(zhuǎn)換矩陣。通過對(duì)兩幀精細(xì)配準(zhǔn)結(jié)果,按照一定的順序或一次性的進(jìn)行多幀圖像的配準(zhǔn)。這兩種配準(zhǔn)方式分別稱為序列配準(zhǔn)(Sequential Registration)和同步配準(zhǔn)(Simultaneous Registration)。
配準(zhǔn)過程中,匹配誤差被均勻的分散到各個(gè)視角的多幀圖像中,達(dá)到削減多次迭代引起的累積誤差的效果。值得注意的是,雖然全局配準(zhǔn)可以減小誤差,但是其消耗了較大的內(nèi)存存儲(chǔ)空間,大幅度提升了算法的時(shí)間復(fù)雜度。
經(jīng)過配準(zhǔn)后的深度信息仍為空間中散亂無序的點(diǎn)云數(shù)據(jù),僅能展現(xiàn)景物的部分信息。因此必須對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,以獲得更加精細(xì)的重建模型。以Kinect傳感器的初始位置為原點(diǎn)構(gòu)造體積網(wǎng)格,網(wǎng)格把點(diǎn)云空間分割成很多的細(xì)小立方體,這種立方體叫做體素(Voxel)。通過為所有體素賦予SDF(Signed Distance Field,有效距離場)值,來隱式的模擬表面。