三維立體模型的建立方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建立方法，尤其涉及一種H維立體模型的建立方法和其對應裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著影像處理技術(shù)的進步，視覺效果的呈現(xiàn)逐漸地由二維平面拓展至H維空間。 傳統(tǒng)上建立H維影像的方法，是使用單一臺相機，環(huán)繞一實體對象依序拍攝多張二維影像， 再搭配此二維影像相對應的深度信息，來建立對應的H維影像。其中深度信息代表二維影 像中各個對象的遠近距離，能推論出何者對象在二維影像中的前面，即在畫面前方或在畫 面后方。通過二維影像和深度信息轉(zhuǎn)換出的H維點云，來合成出此實體對象的H維立體模 型。在合成的過程中，是利用相鄰兩影像的深度信息，來分別決定拍攝此相鄰兩影像時相機 的旋轉(zhuǎn)角度與位移量，并根據(jù)此旋轉(zhuǎn)角度與位移量，將后一影像H維點云疊合在前一影像 的對應H維點云上，當各角度影像的H維點云均疊合在一起時，即能合成H維立體模型。
[0003] 然而，上述的疊合方法，在相鄰兩影像疊合部分具對應的H維點云時，的確可完整 建構(gòu)H維立體模型。然，一旦在疊合計算旋轉(zhuǎn)角度與位移量發(fā)生誤差，造成某一拍攝影像疊 合部分的H維點云無法和前一影像的H維點云進行對應，即使僅為單一影像誤差，亦無法 完成H維立體模型的建構(gòu)。再者，上述的疊合方法，是根據(jù)拍攝進度，依序?qū)⑴臄z影像的H 維點云疊合在前一拍攝影像的對應H維點云上，當拍攝結(jié)束后，H維立體模型的建構(gòu)亦完 成。因此，疊合計算所發(fā)生誤差會持續(xù)累積，而無法即時更正，造成呈現(xiàn)的H維立體模型有 破洞或和實體對象外觀不合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述，本發(fā)明提供一種H維立體模型建立方法和裝置，利用連續(xù)影像的深度 信息，先推估一最佳相機移動路徑，再根據(jù)此相機路徑，進行各影像的H維點云疊合，借W 避免因為旋轉(zhuǎn)角度與位移量計算誤差，造成H維立體模型的建構(gòu)失敗。
[0005] 本發(fā)明的一方面是在提供一種H維立體模型建立方法，是用W對一實體對象建立 一 H維立體模型。首先，將多個影像的深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個H維點云信息。接著，根據(jù)該些 H維點云信息，分別計算一相機在拍攝每一影像時，相對于此相機在拍攝前一影像時的一 移動參數(shù)。當根據(jù)每一影像的對應移動參數(shù)將每一影像的H維點云信息合并于前一影像的 H維點云信息時，計算一合并能量值。接著，變化移動參數(shù)，W最小化合并能量值，并根據(jù)變 化后的移動參數(shù)決定一相機移動路徑。最后根據(jù)此相機移動路徑，建立該實體對象的一 H 維立體模型。
[0006] 本發(fā)明的另一方面是在提供一種包含軟件的計算機程序產(chǎn)品。其中此軟件是由一 處理器系統(tǒng)實行，W執(zhí)行下述步驟建立一實體對象的H維立體模型。首先，將多個影像的深 度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個H維點云信息。接著，根據(jù)該些H維點云信息，分別計算一相機在拍攝每 一影像時，相對于此相機在拍攝前一影像時的一移動參數(shù)。當根據(jù)每一影像的對應移動參 數(shù)將每一影像的H維點云信息合并于前一影像的H維點云信息時，計算一合并能量值。接 著，變化移動參數(shù)，W最小化合并能量值，并根據(jù)變化后的移動參數(shù)決定一相機移動路徑。 最后根據(jù)此相機移動路徑，建立該實體對象的一 H維立體模型。
[0007] 本發(fā)明的另一方面是在提供一種產(chǎn)生H維立體模型的裝置，是用W產(chǎn)生一實體對 象的一H維立體模型。包含；一輸入、一轉(zhuǎn)換器、一移動參數(shù)值產(chǎn)生器、一第一計算器、一第 二計算器、一相機移動路徑產(chǎn)生器和一 H維立體模型產(chǎn)生器。輸入，是用W接收多個影像的 深度數(shù)據(jù)，其中是W-相機環(huán)繞實體對象依序?qū)嶓w對象拍攝該些影像。轉(zhuǎn)換器，是用W將 該些影像的深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個H維點云信息。移動參數(shù)值產(chǎn)生器，是用W根據(jù)該些H維 點云信息，分別產(chǎn)生相機在拍攝每一影像時，相對于在拍攝前一影像時的一移動參數(shù)。第一 計算器，當根據(jù)每一影像的對應移動參數(shù)將每一影像的H維點云信息合并于前一影像的H 維點云信息時，計算一合并能量值。第二計算器，變化該些移動參數(shù)，W最小化合并能量值。 相機移動路徑產(chǎn)生器，根據(jù)變化后的該些移動參數(shù)產(chǎn)生一相機移動路徑。一 H維立體模型 產(chǎn)生器，根據(jù)相機移動路徑，產(chǎn)生實體對象的一 H維立體模型。
[0008] 綜上所述，本發(fā)明H維立體模型的重建方法，是先根據(jù)計算出的相機旋轉(zhuǎn)量和位 移量，建構(gòu)一合理的相機拍攝路徑。接著，再根據(jù)相鄰兩影像的H維點云和對應的相機旋轉(zhuǎn) 量和位移量最佳化此相機路徑。最后，再依此最佳相機路徑進行H維點云疊加。
【附圖說明】
[0009] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的H維立體模型重建方法流程圖；
[0010] 圖2展示一種計算機可讀媒體；
[0011] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例用W產(chǎn)生一實體對象的H維立體模型裝置概略圖；
[0012] 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實施利由一相機對一欲建構(gòu)H維立體模型的實體對象 進行連續(xù)拍攝的概略圖。
【具體實施方式】
[0013] W下為本發(fā)明較佳具體實施例W所附附圖加W詳細說明，下列的說明及附圖使用 相同的參考數(shù)字W表示相同或類似元件，并且在重復描述相同或類似元件時則予省略。
[0014] 有別于傳統(tǒng)H維立體模型的重建方法，在相機完成一影像拍攝后，即根據(jù)相機的 旋轉(zhuǎn)量和位移量，進行本次拍攝影像和前次拍攝影像的H維點云疊加，因隨機誤差使得旋 轉(zhuǎn)量和位移量計算產(chǎn)生錯誤，而無法進行H維點云疊加的錯誤，或是即使可進行H維點云 疊加，但因為誤差累積而使得最終H維立體模型重建失敗的危險。因此，本發(fā)明的H維立體 模型的重建方法，在相機完成實體對象的一影像拍攝后，并不先進行本次拍攝影像和前次 拍攝影像的H維點云疊加，而是在完成實體對象的各角度影像拍攝后，先計算出拍攝各影 像時的對應相機旋轉(zhuǎn)量和位移量，并根據(jù)一設(shè)定口檻值，進行即時旋轉(zhuǎn)量和位移量修正，依 此先建構(gòu)一合理的相機拍攝路徑。接著，再根據(jù)各影像的H維點云和對應的相機旋轉(zhuǎn)量和 位移量最佳化此相機路徑。最后，再依此最佳相機路徑進行H維點云疊加。由于，相鄰影像 的H維點云疊加是根據(jù)誤差排除后的最佳相機路徑，因此，可完全解決已知因為誤差問題 或錯誤累積造成的H維立體模型重建失敗。
[0015] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的H維立體模型重建方法流程圖。本發(fā)明的流程100， 首先于步驟101，進行影像深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，W轉(zhuǎn)換成步驟102的H維點云信息，w及步驟103 的像素顏色信息。在一實施例中，如圖4所示，本發(fā)明是由一使用者手持一相機401對一欲 建構(gòu)H維立體模型的實體對象402,例如一人物，W環(huán)繞一圈的方式進行連續(xù)性拍攝，W獲 得時間連續(xù)的多幅二維影像W及對應的影像深度數(shù)據(jù)。再將所揃取的影像深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 對應H維點云信息W及像素顏色信息。其中，圖4中繪出多臺相機401，僅是用W代表在一 連續(xù)時間下相機401的不同拍攝角度。而本發(fā)明即是用W建立相機401在對實體對象402 進行拍攝時的最佳移