專利名稱：用八叉樹從多幅圖象生成三維表示的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從物體的多幅二維圖象生成該物體的三維表示的方法，所述方法通過創(chuàng)建單元的八叉樹(octree)去支持物體的三維表示，而每一個單元包含頂點，由此借助將八叉樹的單元循環(huán)地分割為更低一級地更小單元來創(chuàng)建單元的八叉樹。
本發(fā)明進一步涉及設計為從物體的多幅二維圖象生成物體的三維表示的再現(xiàn)儀，它包含支持物體三維表示的單元的八叉樹而每一單元含有頂點，并且再現(xiàn)儀能夠執(zhí)行將八叉樹的單元循環(huán)地分割為更低一級的更小單元的過程。
本發(fā)明進一步涉及圖象顯示儀，它包括
設計為從物體的多幅二維圖象生成物體的三維表示的再現(xiàn)儀，它包含支持物體三維表示的單元的八叉樹，而每一單元含有頂點，并且再現(xiàn)儀能夠執(zhí)行將八叉樹的單元循環(huán)地分割為更低一級的更小的單元的過程；
——從三維表示生成二維圖象的透視儀(renderer)；和
——顯示二維圖象的顯示設備。
在開始一段描述的此類方法是已知的，見T.L.Kunii et a 1.，“Agraphics compiler for a 3-dimensional captured image databaseand captured image reusability”，in proceedings of workshopon Modeling and Motion Capture Techniques for VirtureEnvironments(CAPTECH98)，Heidelberg，998.Springer.
由深度數(shù)據(jù)生成三維表示在圖象領域產(chǎn)生了巨大的興趣。在基于體積的處理中，一種稱為“整體”被分成稱為三維像素的體積元，接著將深度圖用于去確定哪些三維像素是“空的空間”和哪些三維像素組成“物體”。三維像素的尺寸或整體地確定，或者循環(huán)地精確化并存儲在一樹基結構中。對于有大量曲面的景象，為了獲得所需的分辨率需要大量的三維像素，這使得存儲費用高。在引證的文章中，描述了用定義景象的本質(zhì)信息為奇點定位并將這些奇點存儲在八叉樹中的方法來部分克服這些困難。八叉樹是兩叉樹的三維等價。在八叉樹中每一個單元可分割為八個子單元。奇點是頂點、邊和在景象中物體的邊界表面。每一物體由表面限定，表面由邊限定，它們又有作為端點的頂點。采用這種方式，物體可在奇點的分層構成，頂點是最低層的，然后是邊，再后是表面，最終是物體本身。然而，應注意到層次不一定由頂點開始，例如在球的情況下。已知方法的優(yōu)點是八叉樹的再分步驟在相當靠前的層終止只要在每一個單元內(nèi)結構足夠簡單，即如果單元只包含最低的奇點，而不像在其它的方法中只有單元完全在物體內(nèi)或物體外。
采用這種方法，即從多幅二維圖象生成三維表示方法的主要障礙是奇點的提取，即深度圖的本質(zhì)特征。這是一個很難的問題。首先，由圖象或深度圖對頂點和邊作精確定位已在角檢測器，邊檢測器和分段算法方面出現(xiàn)了大量文獻，但還沒有一種普遍可用的算法。即使在二維數(shù)據(jù)中有合適的奇點檢測器可使用，這些奇點也可能是表觀的而非真實的。以90度觀察曲面上的所有位置在圖象中的像是一個奇點?？紤]在一面壁前面的一個球的情況。球沒有像頂點和邊這樣的奇點，然而在深度圖中，在90度的觀測位置上似乎有一個奇點。從這個例子可以得出結論，奇點不能只從單個圖象來提取。此已知方法是交互式的，也即意味著需要人工操作。對于實時的或近實時的應用，人工操作不是可用的解決方案。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種在開始一段所描述的那種生成三維表示的方法。此方法全自動的，因而不需要交互用戶的輸入。
本發(fā)明的第二個目的是提供一個再現(xiàn)儀，它能夠完全自動地生成在開始一段所描述的那種三維表示。
本發(fā)明的第三個目的是提供圖象顯示儀，它包括一臺能夠完全自動地生成在開始一段所描述的那種生成三維表示的再現(xiàn)儀。
本發(fā)明的第一個目的用如下方法取得，即停止分割一特定單元的過程的基礎是檢驗此單元的哪些頂點在物體之內(nèi)和哪些頂點在物體之外。這可以避免奇點的提取問題，因而允許全自動的程序而不需要用戶的參與提取奇點。按照現(xiàn)有技術的這種方法的本質(zhì)是對八叉樹的次分割在靠前的步驟停止只要在一個單元內(nèi)物體的描述可以唯一確定單個奇點判據(jù)。在本發(fā)明的方法中，單個奇點判據(jù)被代替為如果在一單元內(nèi)表面的布局可唯一地由單元頂點的信息導出則此單元將不再分割。此判據(jù)稱為唯一性判據(jù)。
按照本發(fā)明方法的優(yōu)點是通過采用八叉樹存儲極為經(jīng)濟。另外一個優(yōu)點是當有新圖象輸入時允許更新三維表示。這對處理視頻流時是很有利的。另外一個優(yōu)點是計算簡單。
在按照本發(fā)明方法的實施方案中，特定單元的頂點分為兩個集合，第一集合的頂點在物體內(nèi)，第二集合的頂點在物體外。第一集合和第一集合可包含
——零個頂點；
——壹個頂點；或
——多于一個頂點，每一個頂點與所有其它屬于同一集合的頂點借助于邊連接起來，這些邊中的每一邊的兩個頂點屬于同一集合。
唯一性判據(jù)以下列判據(jù)和假定為基礎
——連通性判據(jù)各集合內(nèi)頂點有連通性。
——假定單元的每一個面和每一個邊與表面交叉不多于一次。
——假定物體至少包括在兩個單元內(nèi)。這避免了一個單元完全包含一個物體。
各集合內(nèi)頂點的連通性，利用檢驗以上假定進行擴大，可以用作去確定一個單元是否應當再分割的判據(jù)。為了說明唯一性判據(jù)，這里給出最簡單情況的一個例子。它將在圖3中作詳細解釋。假定有一八叉樹，它的每一單元有八個頂點。進一步假定對于每一個單元的八個頂點中的哪些頂點在物體內(nèi)和哪些頂點在物體外是已知的。這樣對每一個單元有14個基本結構可以分辨。在這些結構中，在現(xiàn)有技術方法的意義上只有八個結構相應于單奇點單元。可以證明，對于那些物體的表面布局能唯一重建的結構，頂點的第一集合和頂點的第二集合形成連通集合。假定頂點0，2，4和6在第一個垂直取向的平面上，頂點1，3，5和7在與第一個平面平行的第二個平面上。例如，如果頂點0，2，4和6在在物體內(nèi)并且頂點1，3，5和7在物體外，則物體表面與單元基本垂直相交。另外一種情況，如果頂點0，3，4和7在在物體內(nèi)而頂點1，2，5和6在在物體內(nèi)，則物體表面與單元相交的方式有兩種結構。如果第一集合或第二集合是空的，則單元分別完全在物體之內(nèi)或物體之外。
在按照本發(fā)明方法的實施方案中，分割一特定單元的過程的另一個停止判據(jù)是基于檢驗相鄰單元的頂點在物體之內(nèi)或在物體之外，相鄰單元與該特定單元有一共用面或共用邊。如果在八叉樹中相鄰的單元有不同的尺寸，則對大的單元不僅頂點在物體內(nèi)或物體外是已知的，而且對于大的單元，其面或邊的一部分在物體內(nèi)或物體外也是已知的。這些信息以相鄰單元的頂點為基礎。按照本發(fā)明生成三維表示的一個很重要假定是單元的每一個邊與物體表面最多相交一次。這些額外的點的信息可能導致單奇點判據(jù)已不再適用的結論。如果遇到這種情況，大的單元還要分割；此分割判據(jù)是前面討論的連通判據(jù)的附加判據(jù)。
在按照本發(fā)明方法的實施方案中，確定一個頂點在物體內(nèi)或物體外是以從二維投影提取的深度圖為基礎的。三維表示可由結合一系列深度圖的信息來生成，這將圖象平面上的每一個點與一最可能的深度值聯(lián)系起來。這些深度圖可采用運動的結構算法(structure-from-motion)通過主動獲取技術，例如結構化的光，或者通過被動獲取技術，例如激光掃描，來生成。此外還假定，照相機的位置和取向是已知的，即有被校準的照相機或已由照相機的校準算法得到。
在按照本發(fā)明方法的實施方案中，對于一特定單元的頂點，計算到物體邊界的距離以生成三維表示。如果在一單元的每一個頂點存儲有它是在物體內(nèi)或物體外，則表面的布局可以被唯一地復原。然而，它在每一單元中的位置只能由單元的尺寸確定。在這個生成三維表示的方法的實施方案中，用定量信息對單元的頂點中的信息作了擴展以對物體邊界進行較高精度的定位。做這件事的一種辦法是從可獲得的深度圖計算帶正負號的距離函數(shù)u，在物體的邊界處
在物體的邊界內(nèi)
在物體的邊界外
是八叉樹單元的頂點。絕對值|u|表示到物體表邊界最近點的距離，它可在任何方向。物體邊界可通過計算等值面u＝0被完全重建。與只用二元素標記在內(nèi)或在外，相比較，此方法將精確度提高了單元尺寸的量級。
在按照本發(fā)明方法的實施方案中，對于一特定單元的頂點，估算了到物體邊界的距離以生成三維表示。到目前為止，只討論了深度值和帶正負號的距離函數(shù)是確定值的情況。然而，在實際中，深度圖可能在如下意義上有隨機的特性，即給出深度的上和下邊界和最可能的深度值dML這種不確定間隔的上和下邊界分別由dl和du表示。深度不確定信息允許減弱在深度信息中的誤差和外露層的效應。對于每一次深度測量，沿深度軸可定義三個區(qū)域
——肯定在物體外的區(qū)域，d＜dl；
——包括物體邊界稱為“厚壁“的區(qū)域，dl≤d≤du；和
——從這個觀察點來看在物體后邊的區(qū)域。請注意，它不一定在物體內(nèi)，因為這個區(qū)域甚至可能不包含物體內(nèi)部的點在此區(qū)域基本上沒有足夠的信息，因為從觀察點看不到它。唯一知道并可采用的是從一外部點到物體的距離不大于到相應深度間隔上邊界的點的距離。
再現(xiàn)儀的這些和其它方面以及生成三維表示的方法和按照本發(fā)明的圖象顯示儀將通過關于實施過程的闡述和下文對實施方案以及附圖的描述變得明白。


圖1大致示出一方形樹；
圖2大致示出單元分割過程；
圖3說明唯一性判據(jù)；
圖4說明分割判據(jù)；
圖5大致示出實際物體與深度圖之間的關系；
圖6大致示出以深度圖為基礎的將頂點分類的過程；
圖7A表示一帶正負號的距離函數(shù)；
圖7B說明對于兩種不同的觀測頂點與物體邊界之間的距離；
圖7C表示三個等值表面；
圖8說明對于深度測量所定義的區(qū)域；
圖9說明一再現(xiàn)儀；和
圖10表示圖象顯示儀。
圖1大致示出八叉樹的二維變型方形樹。樹的根是二維盒子100。這個盒子有四個分枝，即它被分割為四個較小的盒子102-108。盒子108依次有四個分枝，即它被分割為四個更小的盒子110-116。盒子116依次有四個分枝，即它被分割為四個更小的盒子118-122。盒子122依次有四個分枝，即它被分割為四個更小的盒子126-132。在此圖所示的樹中，每一次分割這些盒子中的一個。但可以將每一個盒子分割為四個更小的盒子。在三維情況可創(chuàng)建一類似的樹，稱為八叉樹。在這種情況，用一個單元取代一個盒子，它被分割為八個較小的單元。
圖2示意地說明分割單元的過程的四個階段A，B，C，和D。在初始狀態(tài)A，表面202完全在單元200之內(nèi)。在導致狀態(tài)B的第一次分割執(zhí)行以后，單元200得到四個子單元204-208。在導致狀態(tài)C的相繼一組分割執(zhí)行以后，這四個子單元中的三個204，206和210的每一個被分割為四個子單元，例如212-218是單元204的四個子單元。導致狀態(tài)D的最后一次分割單元220被分割為四個子單元。
圖3說明唯一性判據(jù)。單元300有八個頂點0-7。在圖3中單元300畫了四次A，B，C，和D。對于這個單元300，假定已知其八個頂點中的每一個是在物體之內(nèi)還是在物體之外?？梢宰C明，對于表面布局可唯一重建的那些結構，在內(nèi)部的頂點的集合和在外部的頂點的集合都形成連通集。下面的表給出基本結構。對于每一個結構內(nèi)部點的集合被標明并且它的子集合是否是連通集也被標明。例如，如果頂點0，2，4，和6在內(nèi)部，而1，3，5，和7在外部，則表面近乎垂直地穿過單元。這由情況B作了說明。另外，如果頂點0，3，4，和7在內(nèi)部，而1，2，5，和6在外部，則有兩種可能的結構C和D。將表面304和306組合可得到這種情況，而將表面308和310組合也可得到。換句話說，盡管內(nèi)部結構0，3，4，和7，和外部結構1，2，5，和6，單元的頂點嚴格相同，但表面如何與單元相交可有兩種方式。
圖4說明分割判據(jù)。在圖4中畫出了三個相鄰單元單元400和兩個較小的402和404。對于所有的頂點已知它們是在物體內(nèi)還是在物體外。例如，頂點406和410在物體外，頂點408在物體內(nèi)。物體表面412的一部分也被表示出來。唯一性假設的結果是單元的每一個面或每一條邊與表面相交不會多于一次。在圖4中可以看出，單元400的一個面與物體表面412相交兩次。對于單元400，不僅已知它的頂點是在物體內(nèi)還是在物體外，并且在連接頂點410和406的邊上的另一位置頂點408的位置，也知道這種類型的信息。這種來自其它單元的多余頂點的信息導致單個奇點判據(jù)已不再滿足的結論。在這種情況下，單元400必需再分割。
圖5A表示壁504和在它前面的小立方體506。壁504和小立方體506用移動照相機500多次成像。圖5示出照相機500在
位置沿
方向“觀察”。點
是在小立方體506的表面上的一點。也示出了此照相機位置的深度圖502。
圖6示意性地說明三個階段將單元，例如600，的頂點進行分類過程A，B，和C。在初始狀態(tài)A，例如頂點602-606被分類為“內(nèi)部的”。對于每一個此類頂點用點畫出。深度圖608用于去分類頂點。在導致狀態(tài)B的第一處理步驟之后，將一些頂點分類為“外部的”。它們用叉畫出。深度圖610用于進一步分類頂點。在導致狀態(tài)C的第二處理步驟之后，另外一些頂點，例如604和606，被分類為“外部的”。
圖7A表示帶正負號的距離函數(shù)，即對單元的每一個頂點，它定義了到物體最近表面的距離。在圖7A中表面703的一部分位于單元701之內(nèi)。箭頭705，707，709，和711指明頂點與表面703之間的距離。
圖7B說明對于兩種不同的觀察，頂點與物體邊界之間的距離。從照相機的兩種不同位置觀察物體表面700。對于第一次觀察頂點708，710，和712到物體表面700的距離分別用箭頭702，704，和706指示，對于第二次觀察頂點708，710，和712到物體表面700的距離分別用箭頭718，716，和714指示。很清楚，在第二次觀察中的距離，也即箭頭長度，比在第一次觀察中的距離短。
圖7C示出三個等值面713，715，和717。這種表面的所有點到物體邊界有相同的距離
-等值面715相應于物體邊界
-等值面713位于物體外部
-等值面717位于物體內(nèi)部
為計算帶正負號的距離函數(shù)u，
被定義為在單元的頂點
在θ方向觀察時帶正負號的距離。這意味著
只與在θ方向的最近表面相聯(lián)系。它起源于通過體積的一維射線。假定在
有一個配有觀察孔的單個照相機的深度圖，而照相機在
的方向觀察，則帶正負號的距離函數(shù)
的一種近似由如下表達式給出這里ξ和ν是
在圖象平面上投影的圖象平面坐標，
是圖象平面的法線而dML是最可能的深度值。請注意，只有(ξ，ν)位于圖象平面之上u才能被定義。帶正負號的距離函數(shù)的這種近似與由照相機的觀察孔
在
的方向看到的第一物體邊界相聯(lián)系。
帶正負號的距離函數(shù)可用若干深度圖遞增地計算出來，其中在物體邊界上
在物體內(nèi)
在物體外
絕對值|u|表示到物體邊界最近點的距離，它可在任何方向。為了將來自多幅深度圖的信息進行組合必需定義如何將
的信息結合到
的單值。兩種觀測結果可以得到如下
-帶正負號的距離函數(shù)被定義為到沿任何方向的表面的最近距離(圖7A)，所以
-從某一照相機觀察點，如果一點在第一物體邊界的后邊，則由方程(1)得到帶正負號的距離函數(shù)正值。然而不知道此點是在物體之內(nèi)還是在物體之后。另一方面，如果
則可確切知道此點在物體之外能夠看見它。因此，帶正負號的距離函數(shù)的負值勝過正值。
即使在從正的改變到負的u值的情況下，兩者的絕對值都應很小。如果
則知道點
邊界距離|u|。如果照相機從點
沿
的方向來看，則照相機將在|u|的距離處最終遇到物體邊界。對帶正負號的距離函數(shù)給出當前值uk和新的后選值νk的新的最好近似|u|有如下形式
|u|＝min(|uk|，|νk|)with
sign(u)＝l if uk＞0，νk＞0 and else sign(u)＝-1(3)用表的形式
圖8說明對于深度測量所定義的區(qū)域。對于每一次深度測量，沿深度軸可定義三個區(qū)域
——肯定在物體外的區(qū)域.它稱為外部區(qū)域801；
——包括物體邊界的區(qū)域，它稱為厚壁的區(qū)域802；
——從該觀察點來觀察在物體邊界后邊的區(qū)域。它稱為內(nèi)部區(qū)域808。
在圖8中示出兩種測量。照相機800觀察物體。在情況A物體表面以806表示。在情況B物體表面以810表示。測量以804為參照。在情況A內(nèi)部區(qū)域擴展到了被表面806界定的物體之外。另一方面，情況B表示內(nèi)部區(qū)域808不必需包括物體內(nèi)的任何點由于大的誤差界限整個物體已經(jīng)包含在厚壁區(qū)域。
能夠通過賦給每一個頂點一個區(qū)域值將不確定性進行結合，所述區(qū)域值基于不確定性間隔界限。此區(qū)域值也可用對帶正負號的距離函數(shù)加符號的類似方法給出。逐次更新區(qū)域值的表可表示如下
奠定此表基礎的推理如下如果一點可從任何物體外的任何地方看到，則通過此點已經(jīng)看到并且此點只能是自由空間而非其它。因沒有物體內(nèi)部的信息，這種信息受厚壁信息支配，這意味著物體邊界在此區(qū)域。如果深度不確定性是零，它簡化為帶正負號的距離的排序關系。
一個單元頂點的兩種性質(zhì)可以指定與深度的最大可能值相聯(lián)系的帶正負號的距離函數(shù)，和與深度不確定性間隔的界限相聯(lián)系的區(qū)域值。對于單元的每一個頂點帶正負號的距離函數(shù)定義它到物體最近表面的距離。區(qū)域值許可處理不確定性，這通過指定單元的一頂點是在所有物體之外、物體之內(nèi)、還是在被稱為“厚壁“的包含物體邊界的區(qū)域內(nèi)。為了高效率，將頂點區(qū)域值和帶正負號的距離函數(shù)值存儲在一個八叉樹中。然而，也能夠?qū)⑿畔⒋鎯υ诮Y構相同的兩個分開的八叉樹中。
生成三維表示的過程如下
在初始化時，設置有待整體運行的邊界；這是八叉樹的根。開始，在單元的每一個頂點，帶正負號的距離函數(shù)的初始結構設置為無窮大而它的區(qū)域值設置為“內(nèi)部”。對于每一個深度圖，施加下列處理程序
——對圖象i讀取新的深度圖di和相應的照相機參數(shù)。
——更新八叉樹中的每一個單元頂點的值
——對八叉樹中的每一個單元頂點
按照方程(1)計算
——用方程(3)從uk和νk中尋找新的最佳近似來更新uk。
——對每一個單元檢驗它是否需要按照唯一性判據(jù)再分割。如果需要，則實行再分割并且更新單元每一頂點的值。這樣繼續(xù)下去直到不需要再分割單元。
——最后，對所有單元頂點更新區(qū)域值。因這不影響八叉樹的結構，所以可在所有分割完成后再實行。
圖9在它的內(nèi)容中說明了再現(xiàn)儀900。在它的內(nèi)部和外部之間有邊界914的物體916從多個方向成象。用深度值對每個像素來標記物體的二維圖象，例如912。再現(xiàn)儀900設計為由這些圖象生成物體916的三維表示904。再現(xiàn)儀900包含單元，例如903，的八叉樹902去支持三維表示904。每一單元包含頂點，例如906和908，以及連接頂點的邊，例如910。
圖10表示圖象顯示儀1000，它包括
——深度圖生成儀1002；
——再現(xiàn)儀900；
——透視儀1006；
——和顯示設備1008。
圖象顯示儀1000的輸入是一系列圖象。這些圖象經(jīng)過一些步驟的處理。第一步是對這些圖象，例如，用視差生成深度圖。深度圖是再現(xiàn)儀900的輸入，再現(xiàn)儀900設計為生成成像的景象中的物體的三維表示。輸入的圖象代表這些物體。再現(xiàn)儀900的物體三維表示的輸出是透視儀1006的輸入。透視儀1006能夠由三維表示生成二維圖象。這些生成的圖象可以相應于不是照相機原來獲取的景象。生成的二維圖象由顯示設備1008顯示。顯示設備1008可以是通常的顯示設備，也可以是能夠顯示從不同的角度取景的若干對或組圖象的某種類型立體顯示設備，帶有例如透鏡屏的“多視“顯示設備。處于運性能的原因，深度圖生成儀1002，再現(xiàn)儀900和透視儀1006可以安裝在一個硅片上，即專用的硬件上。在很少臨界狀態(tài)運行的情況，可編程序的硬件平臺足以實現(xiàn)這三種設備。
應當注意到，上邊敘述的實施方案只是說明而不是對發(fā)明的限制，本領域的技術人員能夠設計出另外的實施方案而不偏離所附權利要求的范圍。在所述權利要求中，在括號之間的參考符號不是對該權利要求的限制。字“包含”不排除還有沒有在權利要求中列出的元素或步驟。元素前的“一個“并不排除有多個元素。本發(fā)明可借助包含若干不同元素的硬件和適合于編程的計算機來實現(xiàn)。在權利要求中列舉的若干設備，這些設備的若干個可以用一個和同樣元素的硬件來實施。
權利要求
1.從物體(916)的多幅二維圖象(912)生成該物體(916)的三維表示(904)的方法，所述方法通過創(chuàng)建單元(903)的八叉樹(902)以支持所述物體的三維表示(904)，每一個單元(903)包含頂點(906)，由此單元的八叉樹借助于將八叉樹(902)的單元(903)循環(huán)分割為下一級的較小單元的過程來創(chuàng)建；其特征在于停止分割特定單元(903)過程是基于檢驗特定單元(903)的頂點(906)中的哪些在物體(916)之內(nèi)和頂點(906)中的哪些在物體(916)之外。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于特定單元(903)的頂點(906)被分成在物體(916)內(nèi)頂點的第一集合和在物體(916)外頂點的第二集合，第一集合和第二集合包含
——零個頂點；
——壹個頂點；或
——多于一個頂點，每一個頂點與其它屬于同一集合的頂點通過邊的一個集合連接起來，這些邊中的每一個的兩個頂點屬于同一頂點集合。
3.按照權利要求2的方法，其特征在于分割特定單元(400)的過程的第二停止判據(jù)是基于檢驗相鄰單元(402)的頂點是在物體(412)內(nèi)還是在物體(412)外。
4.按照權利要求3的方法，其特征在于如果相鄰單元(402)小于特定單元(400)，則檢驗相鄰單元(402)的頂點(408)。
5.按照權利要求4的方法，其特征在于從二維圖象(912)提取的深度圖(502)被用作確定頂點(906)是在物體(916)內(nèi)還是在物體(916)外的基礎。
6.按照權利要求5的方法，其特征在于為了生成三維表示(904)，計算特定單元(701)的頂點到物體邊界(703)的距離(705)。
7.按照權利要求5的方法，其特征在于為了生成三維表示(904)估算特定單元的頂點到物體(806)的邊界的距離。
8.被設計用于從物體的多幅二維圖象(912)生成該物體(916)的三維表示(904)的再現(xiàn)儀(900)，所述再現(xiàn)儀(900)包括單元(903)的八叉樹(902)以支持物體的三維表示(904)，每一個單元(903)包含頂點(906)，再現(xiàn)儀能夠?qū)嵤瞬鏄?902)的單元(903)循環(huán)分割為下一級的較小單元的過程，其特征在于為了能夠決定停止分割特定單元(903)的過程，再現(xiàn)儀(900)被設計用來檢驗特定單元(903)頂點(906)中的哪些在物體(916)之內(nèi)和哪些在物體(916)之外。
9.按照權利要求8的再現(xiàn)儀(900)，其特征在于為了能夠決定停止分割特定單元(400)的過程，所述再現(xiàn)儀(900)被設計用來檢驗相鄰單元(402)的頂點(408)是在所述物體之內(nèi)或之外。
10.按照權利要求9的再現(xiàn)儀(900)，其特征在于所述再現(xiàn)儀(900)被設計用來基于從二維圖象(912)提取的深度圖(502)確定頂點是在物體之內(nèi)或之外。
11.按照權利要求10的再現(xiàn)儀，其特征在于為了生成三維表示(904)，所述再現(xiàn)儀(900)被設計用來計算特定單元(701)的頂點到物體邊界(703)的距離(705)。
12.按照權利要求10的再現(xiàn)儀(900)，其特征在于為了生成三維表示(904)，所述再現(xiàn)儀(900)被設計用來估算特定單元的頂點到物體邊界的距離。
13.圖象顯示儀(1000)，所述圖象顯示儀包括
——再現(xiàn)儀(900)被設計用來從物體的多幅二維圖象(912)生成該物體(916)的三維表示(904)，它包括單元(903)的八叉樹(902)以支持該物體的三維表示(904)，每一個單元(903)包含頂點(906)，再現(xiàn)儀能夠?qū)嵤瞬鏄?902)的單元(903)循環(huán)分割為下一級的較小單元的過程；
——透視儀(1006)，它從三維表示生成二維圖象；和
——顯示二維圖象的顯示設備(1008)，其特征在于為了能夠停止分割特定單元的過程，再現(xiàn)儀(900)被設計用來檢驗特定單元中的哪些頂點在物體之內(nèi)和哪些頂點在物體之外。
全文摘要
從物體的多幅二維圖象(912)生成至少一個物體的三維表示(904)的方法，利用單元(903)的八叉樹(902)以支持三維表示(904)，而每一個單元包含頂點(906)和連接頂點的邊(910)。此方法基于將八叉樹的單元分割為更小的單元。分割單元過程的停止判據(jù)是檢驗哪些頂點在物體之外和哪些頂點在物體之內(nèi)。分割單元過程的另一個停止判據(jù)是檢驗相鄰單元的頂點是在物體之內(nèi)或在物體之外。
文檔編號G06T1/00GK1459082SQ0280061
公開日2003年11月26日 申請日期2002年1月28日 優(yōu)先權日2001年3月12日
發(fā)明者F·E·埃恩斯特, C·W·A·M·范奧弗維爾德, P·維林斯基 申請人:皇家菲利浦電子有限公司