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基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用

张春森 吕佩育 郭丙轩

张春森, 吕佩育, 郭丙轩. 基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
引用本文: 张春森, 吕佩育, 郭丙轩. 基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
ZHANG Chunsen, Lv Peiyu, GUO Bingxuan. Based GCP-SGM Algorithm and Its Application in Scene 3D Reconstruction of Archaeological Excavation Site[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
Citation: ZHANG Chunsen, Lv Peiyu, GUO Bingxuan. Based GCP-SGM Algorithm and Its Application in Scene 3D Reconstruction of Archaeological Excavation Site[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510

基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用

doi: 10.13203/j.whugis20130510
基金项目: 国家973计划资助项目(2012CB719904);测绘地理信息公益性行业科研专项资助项目(210600001);秦始皇帝陵博物院2012年度课题资助项目。
详细信息
    作者简介:

    张春森,博士,教授,主要从事摄影测量与遥感等研究与教学工作。E-mail:zhchunsen@aliyun.com

  • 中图分类号: P237

Based GCP-SGM Algorithm and Its Application in Scene 3D Reconstruction of Archaeological Excavation Site

Funds: The Major State Basic Research Development Program of China (973 Program,No.2012CB719904;Surveying and Mapping Geographic Information Public Industry Research Projects,No.210600001;the Project Funding for 2012 of Museum of Qin ShihuangMausoleum.
  • 摘要: 针对大场景考古挖掘现场的三维重建情况,选取半全局匹配策略作为研究基础,设计了一种基于附加控制点约束的半全局匹配算法进行序列影像密集匹配。将稀疏匹配中的特征提取和匹配技术用于提取初始特征,并由这些初始特征转化的同名特征点,生成视差空间影像中的视差控制点,以此作为一种可靠的约束,提高其密集匹配的精度。同时,采用影像分块的策略,将原始大核线影像分成若干对小核线影像,进行密集匹配,以达到提高计算效率,改善计算结果的目的。实验证明,该方法可实现大面积考古挖掘现场的快速三维重建,并且能够在进行文物形态三维重建的同时获取挖掘现场文物分布的正射影像平面图,为准确记录挖掘现场文物分布位置及考古发掘、调查及遗址保护规划编制等提供科学依据。
  • [1] Liu Jiangtao.3D Laser Scanning Technology in the Application of Archaeological Exploration[D].Beijing:Capital Normal University,2007(刘江涛. 三维激光扫描技术在考古勘探中的应用[D]. 北京:首都师范大学,2007)
    [2] Wei Wei,Qian Wei.Review on the Application of 3D Laser Scanning in Conservation and Archaeology[J]. Sciences of Conservation and Archaeology, 2013,25(1):96-107(魏薇, 潜伟. 三维激光扫描在文物考古中应用述评[J]. 考古技术与应用,2013,25(1):96-107)
    [3] Feng Enxue.The Field of Archaeology[M]. Changchun:Jilin University Press,2008(冯恩学. 田野考古学[M]. 长春:吉林大学出版社,2008)
    [4] Scharstein D, Szeliski R. A Taxonomy and Evaluation of Dense Two-frame Stereo Correspondence Algorithms[J]. International Journal of Computer Vision,2001,47(1):7-42
    [5] Hirschmüller H, Scharstein D. Evaluation of Stereo Matching Costs on Images with Radiometric Differences[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2009,31(9) :1 528-1 599
    [6] Hirschmüller H. Stereo Vision in Structured Environments by Consistent Semi-global Matching[C]. IEEE Computer Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'06), New York, USA,2006
    [7] Gao Bo. Research on 3D Scene Reconstruction from Binocular Stereo Pairs─Semi-global Stereo Matching Algorithm Combined with Structure Constraint[D]. Shanghai :Shanghai Jiaotong University,2007(高波. 从双目立体图像中恢复三维信息的研究——加入结构约束的半全局匹配算法的研究与实现[D].上海:上海交通大学,2007)
    [8] Hirschmüller H, Bucher T. Evaluation of Digital Surface Models by Semi-global Matching[J]. DGPF, 2010,19:571-580
    [9] Hirschmüller H. Accurate and Efficient Stereo Processing by Semi-global Matching and Mutual Information[C]. IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'05), San Diego, CA, USA,2005
    [10] Hirschmüller H. Stereo Processing by Semi-global Matching and Mutual Information[J]. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2008,30(2):328-341
    [11] Lv Peiyu.Research on Segment-based Dense Matching Algorithm and Its Realization in UAV Images[D]. Xi'an: Xi'an University of Science and Technology,2013(吕佩育. 基于影像分割的无人机影像密集匹配算法研究与应用[D]. 西安:西安科技大学,2013)
    [12] Hu Xiaoyan, Mordohai P. A Quantitative Evaluation of Confidence Measures for Stereo Vision[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2012,34(11): 2 121-2 133
    [13] Mei X, Sun X, Zhou M, et al. On Building an Accurate Stereo Matching System on Graphics Hardware[C]. IEEE International Conference on Computer Vision Workshops(ICCV 2011),Spain,2011
    [14] Yang Q,Wang L, Yang R,et al. Stereo Matching with Color-weighted Correlation, Hierarchical Belief Propagation and Occlusion Handling[J]. IEEE TPAMI, 2009,31(3):492-504
    [15] Pan Fei. Research on Control Point Constraints-Based Dense Matching Algorithm and Its Realization in UAV Images[D]. Wuhan :Wuhan University,2012(潘飞. 基于控制点约束的无人机影像密集匹配算法研究与应用[D]. 武汉:武汉大学,2012)
    [16] Zhang Chunsen, Guo Bingxuan, Lv Peiyu. Application of Digital Close-range Photogrammetry During Archaeological Excavation of the Acrobatic Figurines Pit at the Qinshihuang Mausoleum Site[J]. Sciences of Conservation and Archaeology, 2014,26(2):90-95(张春森, 郭丙轩, 吕佩育. 数字近景摄影测量在秦始皇陵百戏坑考古中的应用研究[J]. 文物保护与考古科学, 2014,26(2):90-95)
    [17] Haala N, Hastedt H, Wolf K, et al. Digital Photogrammetric Camera Evaluation-generation of Digital Elevation Models[J]. Photogrammetrie Fernerkundung Geoinformation, 2010,2:99-115
    [18] Gao Bo, Ma Lizhuang. Semi-global Stereo Matching Combined with Structure Constraint[J]. Computer Applications and Software, 2009,26(2):90-95(高波,马利庄. 加入结构约束的半全局立体匹配方法[J]. 计算机应用与软件,2009,26(2):90-95)
  • [1] 张春森, 张梦辉, 郭丙轩, 彭哲.  影像三维重建的网格自适应快速优化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(3): 411-418. doi: 10.13203/j.whugis20190161
    [2] 王玮琦, 游雄, 杨剑, 李钦.  一种改进匹配点对选取策略的ElasticFusion室内三维重建算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(9): 1469-1477. doi: 10.13203/j.whugis20180278
    [3] 詹总谦, 李一挥, 王陈东, 郑莉.  顾及局部相对几何变形改正的影像匹配和空三逐步精化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(11): 1620-1627. doi: 10.13203/j.whugis20170342
    [4] 张春森, 王西旗, 郭丙轩.  城市环境下基于C/S架构的影像空间定位 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(7): 978-983. doi: 10.13203/j.whugis20160455
    [5] 李德仁, 肖雄武, 郭丙轩, 江万寿, 时月茹.  倾斜影像自动空三及其在城市真三维模型重建中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(6): 711-721. doi: 10.13203/j.whugis20160099
    [6] 许志华, 吴立新, 刘军, 沈永林, 李发帅, 王然.  顾及影像拓扑的SfM算法改进及其在灾场三维重建中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(5): 599-606. doi: 10.13203/j.whugis20130444
    [7] 姚国标, 邓喀中, 艾海滨, 杜全叶.  倾斜立体影像自动准稠密匹配与三维重建算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(7): 843-849.
    [8] 张永军, 王博, 段延松.  一种针对大倾角影像匹配粗差剔除的算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(10): 1135-1138.
    [9] 程亮, 李满春, 龚健雅, 单杰.  LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(2): 208-211,216.
    [10] 刘帅, 陈军, 赵仁亮, 马力.  利用横向切片进行地物三维重建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(9): 1111-1115.
    [11] 李欣, 侯文广, 杜志强, 商浩亮.  角度已知的结构光摄影测量三维重建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(9): 1063-1067.
    [12] 郑顺义, 邓德彦.  基于三角网无缝拼接的三维重建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(1): 15-18.
    [13] 郑顺义, 张祖勋, 翟瑞芳.  基于非量测相机的复杂物体三维重建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(5): 446-449.
    [14] 李二森, 郭海涛, 张保明, 卢俊.  PBIL算法在遥感影像匹配中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(2): 140-143.
    [15] 赵煦, 周克勤, 闫利, 邓非.  基于激光点云的大型文物景观三维重建方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(7): 684-687.
    [16] 郑顺义, 徐刚, 张祖勋, 张虎龙.  旋转体三维重建方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(12): 1047-1050.
    [17] 邵振峰, 李德仁, 程起敏.  基于航空立体影像对的复杂房屋三维拓扑重建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(11): 999-1003.
    [18] 李建松.  工业物体表面三维视觉量测的关键技术研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(4): 337-342.
    [19] 张祖勋, 张剑清, 张力.  一种利用影像匹配的城区三维景观图生成途径 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1999, 24(4): 283-289.
    [20] 沈未名, 张祖勋, 张剑清.  基于神经网络的影像匹配概率松弛算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1996, 21(3): 247-251.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-23
  • 刊出日期:  2015-12-05

基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用

doi: 10.13203/j.whugis20130510
    基金项目:  国家973计划资助项目(2012CB719904);测绘地理信息公益性行业科研专项资助项目(210600001);秦始皇帝陵博物院2012年度课题资助项目。
    作者简介:

    张春森,博士,教授,主要从事摄影测量与遥感等研究与教学工作。E-mail:zhchunsen@aliyun.com

  • 中图分类号: P237

摘要: 针对大场景考古挖掘现场的三维重建情况,选取半全局匹配策略作为研究基础,设计了一种基于附加控制点约束的半全局匹配算法进行序列影像密集匹配。将稀疏匹配中的特征提取和匹配技术用于提取初始特征,并由这些初始特征转化的同名特征点,生成视差空间影像中的视差控制点,以此作为一种可靠的约束,提高其密集匹配的精度。同时,采用影像分块的策略,将原始大核线影像分成若干对小核线影像,进行密集匹配,以达到提高计算效率,改善计算结果的目的。实验证明,该方法可实现大面积考古挖掘现场的快速三维重建,并且能够在进行文物形态三维重建的同时获取挖掘现场文物分布的正射影像平面图,为准确记录挖掘现场文物分布位置及考古发掘、调查及遗址保护规划编制等提供科学依据。

English Abstract

张春森, 吕佩育, 郭丙轩. 基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
引用本文: 张春森, 吕佩育, 郭丙轩. 基于控制点约束影像的密集匹配及其在考古发掘中的应用[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
ZHANG Chunsen, Lv Peiyu, GUO Bingxuan. Based GCP-SGM Algorithm and Its Application in Scene 3D Reconstruction of Archaeological Excavation Site[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
Citation: ZHANG Chunsen, Lv Peiyu, GUO Bingxuan. Based GCP-SGM Algorithm and Its Application in Scene 3D Reconstruction of Archaeological Excavation Site[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1575-1581. doi: 10.13203/j.whugis20130510
参考文献 (18)

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