本技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)，尤其涉及一種三維模型重建方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、三維模型重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，它旨在從二維圖像中恢復(fù)出三維場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)在游戲開(kāi)發(fā)、電影制作、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、文物保護(hù)、醫(yī)療成像等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

2、盡管三維模型重建技術(shù)已取得一定的進(jìn)展，但是傳統(tǒng)的三維模型重建技術(shù)仍然存在計(jì)算量大、對(duì)計(jì)算資源要求高的問(wèn)題，導(dǎo)致重建速度慢。

3、因此，如何提供一種三維模型重建技術(shù)，以減少三維模型重建的計(jì)算量，降低對(duì)計(jì)算資源的要求，從而提高重建速度，使得在普通計(jì)算設(shè)備上也能高效地進(jìn)行三維模型重建，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種三維模型重建方法及相關(guān)裝置，以實(shí)現(xiàn)提高重建速度的目的。具體方案如下：

2、本技術(shù)第一方面提供一種三維模型重建方法，包括：

3、獲取待執(zhí)行的重建任務(wù)對(duì)應(yīng)的原始圖片集合；

4、對(duì)所述原始圖片集合進(jìn)行初始化處理，得到所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，以及，初始三維模型；

5、根據(jù)所述原始圖片集合以及所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型進(jìn)行重建，得到重建的三維模型。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述根據(jù)所述原始圖片集合以及所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型進(jìn)行重建，得到重建的三維模型，包括：

7、根據(jù)所述原始圖片集合以及所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行多輪迭代優(yōu)化，直至多輪迭代優(yōu)化結(jié)束，得到重建的三維模型；其中，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行的每輪迭代優(yōu)化包含多步迭代優(yōu)化。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行的每輪迭代優(yōu)化，包括：

9、確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；

10、確定各個(gè)所述進(jìn)程本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集中包括多組訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每組訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括一個(gè)原始圖片以及所述原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)；

11、各個(gè)所述進(jìn)程分別利用對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集，對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行多步迭代優(yōu)化，其中，在每個(gè)迭代優(yōu)化步驟，每個(gè)所述進(jìn)程處理自身訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集中的一組訓(xùn)練數(shù)據(jù)，各個(gè)所述進(jìn)程的處理并行執(zhí)行，并且在間隔預(yù)設(shè)步數(shù)的迭代優(yōu)化步驟，對(duì)各個(gè)所述進(jìn)程上的三維模型進(jìn)行參數(shù)同步和密度控制。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括：

13、確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的隨機(jī)種子；

14、利用所述隨機(jī)種子對(duì)所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片的順序打亂，得到打亂后的原始圖片集合；

15、將所述打亂后的原始圖片集合以及各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)作為本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述確定各個(gè)所述進(jìn)程本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集，包括：

17、將所述打亂后的原始圖片集合劃分為多個(gè)原始圖片子集，原始圖片每個(gè)原始圖片子集中包含多張?jiān)紙D片，各個(gè)原始圖片子集中包含的原始圖片數(shù)量相同，且相鄰的兩個(gè)原始圖片子集之間有部分相同的原始圖片；

18、針對(duì)每個(gè)所述原始圖片子集，將所述原始圖片子集，以及所述原始圖片子集中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)提供給所述原始圖片子集對(duì)應(yīng)的進(jìn)程，作為所述進(jìn)程對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集。

19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)迭代優(yōu)化步驟的實(shí)現(xiàn)方式包括：

20、每個(gè)所述進(jìn)程使用該進(jìn)程上的三維模型對(duì)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的相機(jī)位姿參數(shù)進(jìn)行渲染，得到渲染后的圖片，并根據(jù)渲染后的圖片與所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的原始圖片之間的差異計(jì)算損失，并根據(jù)損失計(jì)算參數(shù)調(diào)整梯度；

21、對(duì)各個(gè)所述進(jìn)程對(duì)應(yīng)的參數(shù)調(diào)整梯度進(jìn)行同步，得到同步后的梯度；

22、每個(gè)所述進(jìn)程使用所述同步后的梯度對(duì)該進(jìn)程上的三維模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

23、本技術(shù)第二方面提供一種三維模型重建裝置，包括：

24、獲取單元，用于獲取待執(zhí)行的重建任務(wù)對(duì)應(yīng)的原始圖片集合；

25、初始化處理單元，用于對(duì)所述原始圖片集合進(jìn)行初始化處理，得到所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，以及，初始三維模型；

26、重建單元，用于根據(jù)所述原始圖片集合以及所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型進(jìn)行重建，得到重建的三維模型。

27、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述重建單元，具體用于：

28、根據(jù)所述原始圖片集合以及所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行多輪迭代優(yōu)化，直至多輪迭代優(yōu)化結(jié)束，得到重建的三維模型；其中，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行的每輪迭代優(yōu)化包含多步迭代優(yōu)化。

29、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述重建單元用于利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行的每輪迭代優(yōu)化時(shí)，具體用于：

30、確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；

31、確定各個(gè)所述進(jìn)程本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集中包括多組訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每組訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括一個(gè)原始圖片以及所述原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)；

32、各個(gè)所述進(jìn)程分別利用對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集，對(duì)所述初始三維模型中的參數(shù)進(jìn)行多步迭代優(yōu)化，其中，在每個(gè)迭代優(yōu)化步驟，每個(gè)所述進(jìn)程處理自身訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集中的一組訓(xùn)練數(shù)據(jù)，各個(gè)所述進(jìn)程的處理并行執(zhí)行，并且在間隔預(yù)設(shè)步數(shù)的迭代優(yōu)化步驟，對(duì)各個(gè)所述進(jìn)程上的三維模型進(jìn)行參數(shù)同步和密度控制。

33、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述重建單元用于確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)，具體用于：

34、確定本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的隨機(jī)種子；

35、利用所述隨機(jī)種子對(duì)所述原始圖片集合中各個(gè)原始圖片的順序打亂，得到打亂后的原始圖片集合；

36、將所述打亂后的原始圖片集合以及各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)作為本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

37、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述重建單元用于確定各個(gè)所述進(jìn)程本輪迭代優(yōu)化對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集時(shí)，具體用于：

38、將所述打亂后的原始圖片集合劃分為多個(gè)原始圖片子集，原始圖片每個(gè)原始圖片子集中包含多張?jiān)紙D片，各個(gè)原始圖片子集中包含的原始圖片數(shù)量相同，且相鄰的兩個(gè)原始圖片子集之間有部分相同的原始圖片；

39、針對(duì)每個(gè)所述原始圖片子集，將所述原始圖片子集，以及所述原始圖片子集中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)提供給所述原始圖片子集對(duì)應(yīng)的進(jìn)程，作為所述進(jìn)程對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)子集。

40、在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，所述重建單元用于每個(gè)迭代優(yōu)化步驟的實(shí)現(xiàn)時(shí)，具體用于：

41、每個(gè)所述進(jìn)程使用該進(jìn)程上的三維模型對(duì)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的相機(jī)位姿參數(shù)進(jìn)行渲染，得到渲染后的圖片，并根據(jù)渲染后的圖片與所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的原始圖片之間的差異計(jì)算損失，并根據(jù)損失計(jì)算參數(shù)調(diào)整梯度；

42、對(duì)各個(gè)所述進(jìn)程對(duì)應(yīng)的參數(shù)調(diào)整梯度進(jìn)行同步，得到同步后的梯度；

43、每個(gè)所述進(jìn)程使用所述同步后的梯度對(duì)該進(jìn)程上的三維模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

44、本技術(shù)第三方面提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令在電子設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得所述電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述第一方面或第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式的三維模型重建方法。

45、本技術(shù)第四方面提供一種電子設(shè)備，包括至少一個(gè)處理器和與所述處理器連接的存儲(chǔ)器，其中：

46、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

47、所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序，以使所述電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)上述第一方面或第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式的三維模型重建方法。

48、本技術(shù)第五方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)承載有一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序被電子設(shè)備執(zhí)行時(shí)，能夠使所述電子設(shè)備上述第一方面或第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式的三維模型重建方法。

49、借由上述技術(shù)方案，本技術(shù)提供的三維模型重建方法及相關(guān)裝置，在獲取待執(zhí)行的重建任務(wù)對(duì)應(yīng)的原始圖片集合之后，先對(duì)原始圖片集合進(jìn)行初始化處理，得到原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，以及，初始三維模型，然后根據(jù)原始圖片集合，以及，原始圖片集合中各個(gè)原始圖片對(duì)應(yīng)的相機(jī)位姿參數(shù)，利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)初始三維模型進(jìn)行重建，得到重建的三維模型，由于利用多個(gè)進(jìn)程對(duì)初始三維模型進(jìn)行重建，可以減少迭代優(yōu)化的步數(shù)，因此，能夠提高重建速度。