對齊多視圖掃描的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的各實(shí)施方式總體上設(shè)及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，具體地設(shè)及對齊多視圖掃描。
【背景技術(shù)】
[0002] 對齊來自具有未知姿勢的相機(jī)集合的多個(gè)掃描可能是繁瑣的過程。例如，該問題 的蠻力方法是在捕獲前手動(dòng)測量和校準(zhǔn)相機(jī)的位置和對齊。運(yùn)種方法是麻煩的，因?yàn)樵谛?要移動(dòng)相機(jī)的任何時(shí)候，都必須重復(fù)運(yùn)一手動(dòng)過程。備選方法是要求系統(tǒng)用戶在計(jì)算機(jī)內(nèi) 部手動(dòng)對齊相機(jī)掃描。運(yùn)一方法也是耗時(shí)和繁瑣的，要求大量的專業(yè)知識(shí)；必須能夠旋轉(zhuǎn)計(jì) 算機(jī)中數(shù)字表示的對齊的3D對象，并且熟悉3D接口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
引入簡化形式的概念選擇，下面在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述。因此， 本
【發(fā)明內(nèi)容】
不針對標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)主題的本質(zhì)特征，也不針對用作確定所要求保護(hù)主題的 范圍的幫助。
[0004] 描述了對齊技術(shù)，其自動(dòng)對齊對象的多個(gè)掃描。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成掃描的部 分對齊，其包括掃描之間的關(guān)鍵點(diǎn)特征的匹配。在確定用于掃描的全局對齊是否要包括部 分對齊前，可W計(jì)算在部分對齊和附加關(guān)鍵點(diǎn)特征之間的誤差。確定在全局對齊中是接受 還是拒絕部分對齊，是基于將計(jì)算誤差與闊值進(jìn)行比較，闊值被建立為刪除潛在對齊。
【附圖說明】
[0005] 參照附圖來描述【具體實(shí)施方式】。在圖中，附圖標(biāo)記的最左邊的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字標(biāo) 識(shí)其中附圖標(biāo)記首先出現(xiàn)的圖。在說明書中的不同實(shí)例和圖中，相同附圖標(biāo)記的使用可W 指示相似或完全相同的項(xiàng)。圖中表示的實(shí)體可W指示一個(gè)或多個(gè)實(shí)體，并且從而在討論中 可W互換地引用實(shí)體的單數(shù)或復(fù)數(shù)形式。
[0006] 圖1是示例實(shí)施方式中的其可操作為采用本文中描述的技術(shù)的環(huán)境的圖示。
[0007] 圖2是示例實(shí)施方式中的其可操作為捕獲掃描的環(huán)境的圖示。
[0008] 圖3描繪示例實(shí)施方式中的其中對齊模塊執(zhí)行對齊技術(shù)W自動(dòng)對齊多個(gè)掃描的 情景的表示。
[0009] 圖4描繪使用對齊模塊W采用本文中描述的技術(shù)的示例對齊。
[0010] 圖5是描繪其中對齊模塊確定是接受還是拒絕針對多個(gè)掃描的部分對齊的過程 的流程圖。
[0011] 圖6是描繪其中對齊模塊選擇和處理掃描對之間的多個(gè)潛在匹配之一的過程的 流程圖。
[0012] 圖7圖示包括示例設(shè)備的示例系統(tǒng)，其表示可W實(shí)現(xiàn)本文中描述的各種技術(shù)的一 個(gè)或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)和/或設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】 [001 引
[0014] 因?yàn)閽呙杩筛鞣N方式對齊，所W對齊多個(gè)掃描可能是具有挑戰(zhàn)性的。計(jì)算各 種掃描組合可能是耗時(shí)和計(jì)算上昂貴的。例如，傳統(tǒng)對齊技術(shù)可能要求來自用戶的輸入，從 而造成對齊的延遲并且引入潛在不適合的掃描組合。進(jìn)一步地，使用傳統(tǒng)技術(shù)計(jì)算掃描之 間的對齊使計(jì)算資源緊張，而無法向用戶呈現(xiàn)單個(gè)最佳對齊。據(jù)此，對于一些用戶來說利用 傳統(tǒng)對齊技術(shù)來對齊多個(gè)掃描可能是困難和令人沮喪的。
[0015] 描述了對齊技術(shù)，其自動(dòng)對齊對象的多個(gè)掃描。在一個(gè)實(shí)施方式中，形成掃描的部 分對齊，其包括掃描之間的關(guān)鍵點(diǎn)特征的匹配。在確定用于掃描的全局對齊是否要包括部 分對齊前，可W計(jì)算在部分對齊和附加關(guān)鍵點(diǎn)特征之間的誤差。確定在全局對齊中是接受 還是拒絕部分對齊，是基于將計(jì)算誤差與闊值進(jìn)行比較，闊值被建立為刪除潛在對齊。
[0016] 可各種方式來形成部分對齊。例如，可W通過合并和/或組合兩個(gè)或更多掃 描來形成部分對齊。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過對齊在掃描對之間匹配的關(guān)鍵點(diǎn)特征來形成 部分對齊。關(guān)鍵點(diǎn)特征可W包括一起限定對象的特征的從每個(gè)掃描提取的點(diǎn)（例如，點(diǎn) 云）。
[0017] 部分對齊可W表示匹配掃描之間的關(guān)鍵點(diǎn)特征的路徑。依賴于掃描之間的匹配關(guān) 鍵點(diǎn)特征的數(shù)目，可W存在多個(gè)對齊路徑。從而，針對掃描對可W形成多個(gè)部分對齊，其中 每個(gè)部分對齊表示匹配關(guān)鍵點(diǎn)特征的路徑。在備選示例中，可W在Ξ個(gè)或更多掃描之間形 成掃描之間的部分對齊。本文中，匹配Ξ個(gè)或更多掃描之間的關(guān)鍵點(diǎn)特征的路徑可W表示 部分對齊。不論掃描的部分對齊存在于掃描對之間還是Ξ個(gè)或更多掃描之間，處理部分對 齊，W確定在全局對齊中是接受還是拒絕部分對齊。
[0018] 全局對齊可W表示針對掃描的最佳可能對齊，并且包括接受的部分對齊。例如，如 下面將更詳細(xì)描述的，掃描之間的部分對齊可W形成，并且在確定在全局對齊中是否要包 括部分對齊前進(jìn)行分析。據(jù)此，在一個(gè)部分對齊被接受或拒絕W包括在全局對齊中之前，針 對掃描可W考慮多個(gè)部分對齊。在一個(gè)實(shí)施方式中，在全局對齊中自動(dòng)對齊對象的多個(gè)掃 描產(chǎn)生對象的3D模型表示。
[0019] 在W下討論中，首先描述示例環(huán)境，其可W采用本文中描述的技術(shù)。然后描述示例 過程，其可W在示例環(huán)境W及其它環(huán)境中執(zhí)行。因此，示例過程的性能不限于示例環(huán)境，并 且示例環(huán)境不限于示例過程的性能。
[0020] 示例環(huán)培
[0021] 圖1是示例實(shí)施方式中的其可操作為采用本文中描述的技術(shù)的環(huán)境100的圖示。 圖示的環(huán)境100包括計(jì)算設(shè)備102和圖像捕獲設(shè)備104,它們可各種方式配置。另外， 計(jì)算設(shè)備102可W通過網(wǎng)絡(luò)108通信地禪合到一個(gè)或多個(gè)服務(wù)提供者106。一般而言，服務(wù) 提供者106被配置為使各種資源（例如，內(nèi)容、服務(wù)、web應(yīng)用等）通過諸如因特網(wǎng)之類的 網(wǎng)絡(luò)108可用于向客戶端提供"基于云的"計(jì)算環(huán)境和基于web的功能。
[0022] 例如，計(jì)算設(shè)備102可被配置為臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備（例如，假設(shè) 諸如平板或移動(dòng)電話之類的手持配置）等。從而，計(jì)算設(shè)備102的范圍可W從具有充足存 儲(chǔ)器和處理器資源的全資源設(shè)備（例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲控制臺(tái)）到具有有限存儲(chǔ)器和/ 或處理資源的低資源設(shè)備（例如，移動(dòng)設(shè)備）。另外，雖然示出單個(gè)計(jì)算設(shè)備102,計(jì)算設(shè)備 102可W表示用于執(zhí)行操作的多個(gè)不同設(shè)備。下面聯(lián)系圖7討論關(guān)于適合于實(shí)現(xiàn)本文中描 述的技術(shù)方面的計(jì)算設(shè)備、系統(tǒng)和部件的各種配置的附加細(xì)節(jié)和示例。
[0023] 圖1中表示的圖像捕獲設(shè)備104也可各種方式配置。運(yùn)樣的配置的圖示示例 包括視頻相機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、相機(jī)、移動(dòng)設(shè)備（例如，智能電話）等。雖然圖像捕獲設(shè)備 104被圖示為與計(jì)算設(shè)備102分立，但是圖像捕獲設(shè)備104可被配置為計(jì)算設(shè)備102的部 分，例如對于平板配置、膝上型、移動(dòng)電話、或者具有內(nèi)置圖像捕獲設(shè)備104的計(jì)算設(shè)備的 其它實(shí)施方式。圖像捕獲設(shè)備104被圖示為包括其被配置為形成掃描的圖像傳感器110。 一般，圖像捕獲設(shè)備102可W經(jīng)由圖像傳感器110捕獲和提供掃描112,掃描112可W存儲(chǔ) 在計(jì)算設(shè)備102上并且W各種方式由計(jì)算設(shè)備102進(jìn)一步處理。還可其它方式獲得掃 描112,諸如通過從網(wǎng)站下載掃描、從一些形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)訪問掃描等。
[0024] 掃描112可W通過圖像處理模塊113獲得。雖然圖像處理模塊113被圖示為實(shí)現(xiàn) 在分立設(shè)備上，但是應(yīng)該容易理解的是，還設(shè)想其它實(shí)施方式，其中圖像傳感器110和圖像 處理模塊113實(shí)現(xiàn)在相同設(shè)備上。進(jìn)一步地，雖然被圖示為由W臺(tái)式配置的計(jì)算設(shè)備102 提供，還設(shè)想各種其它配置，諸如通過網(wǎng)絡(luò)108遠(yuǎn)程地，如由服務(wù)提供者、web應(yīng)用、或者其 它網(wǎng)絡(luò)可訪問功能提供的服務(wù)。此外或備選地，圖像處理模塊113可W實(shí)現(xiàn)在3D掃描系統(tǒng) 中。
[00巧]不管實(shí)現(xiàn)在哪里，圖像處理模塊113表示可操作為W各種方式管理掃描112的功 能。由圖像處理模塊113提供用于管理掃描的功能可W包括但不限于用于組織、訪問、瀏覽 和查看掃描的功能、W及用于對所選掃描執(zhí)行各種種類的圖像處理操作的功能。通過示例 和非限制的方式，圖像處理模塊113可W包括或者W其它方式使用對齊模塊114。
[0026] 對齊模塊114表示用于執(zhí)行對齊技術(shù)W便自動(dòng)對齊對象的多個(gè)掃描的功能。例 如，對齊模塊114可W被配置為形成部分對齊，部分對齊包括掃描112之間的關(guān)鍵點(diǎn)特征的 匹配。在至少一些實(shí)施方式中，在選擇一個(gè)部分對齊W包括在全局對齊中前，對齊模塊114 可回溯'W考慮多個(gè)部分對齊。例如，對齊模塊114可W處理多個(gè)部分對齊中的每個(gè)部 分對齊，盡管與誤差相關(guān)聯(lián)的部分對齊之一指示匹配關(guān)鍵點(diǎn)特征中的強(qiáng)對應(yīng)性。從而，對齊 模塊114可W被配置為分析多個(gè)部分對齊，獨(dú)立于一個(gè)部分對齊是否基于誤差被標(biāo)識(shí)為最 佳對齊選項(xiàng)。
[0027] 對齊模塊114可W進(jìn)一步被配置為生成具有輸入掃描作為頂點(diǎn)（例如，節(jié)點(diǎn)）W 及掃描之間的對齊作為邊的對齊圖。從而，生成的對齊圖可W用于使得能夠形成部分對齊。 計(jì)算與形成的部分對齊相關(guān)聯(lián)的誤差還可W通過使計(jì)算誤差與每個(gè)邊相關(guān)聯(lián)來由對齊圖 實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，每個(gè)邊或部分對齊可W關(guān)聯(lián)于若干內(nèi)點(diǎn)（例如，其可W近似擬合成線的 點(diǎn)）。
[0028] 在一些實(shí)施方式中，對齊模塊114可W被配置為與應(yīng)用（未示出）聯(lián)合執(zhí)行用于 自動(dòng)對齊對象的多個(gè)掃描的對齊技術(shù)。通過示例和非限制的方式，應(yīng)用可W被配置為圖像 編輯器應(yīng)用，其一個(gè)示例為Adobe Photoshop⑧。還設(shè)想其它內(nèi)容和圖像編輯器應(yīng)用。 本文中，從應(yīng)用接收的輸入可W指導(dǎo)由對齊模塊114執(zhí)行的對齊技術(shù)中的至少一些對齊技 術(shù)。例如，用戶可W從應(yīng)用中包括的菜單選擇期望的分析類型。在一些實(shí)例中，用戶選擇可 W指導(dǎo)'回溯'的頻率，例如在選擇一個(gè)部分對齊W包括在全局對齊中前處理的部分對齊的 數(shù)目。W此方式，用戶可W依照他們期望等待對齊模塊114處理完成的時(shí)間來接收全局對 齊。此外或備選地，用戶可W經(jīng)由應(yīng)用選擇部分對齊，從而停止通過對齊模塊114的附加處 理。
[0029] 通過示例和非限制的方式，對齊模塊114可W包括或W其它方式使用初始對齊模 塊116和對齊優(yōu)化器模塊118。初始對齊模塊11