基于雙目視覺的三維書寫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的開題報告

基于雙目視覺的三維書寫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的開題報告一、選題背景在計算機(jī)較早的年代，人們只能使用二維平面作為信息表達(dá)和數(shù)據(jù)儲存的方式。然而，隨著虛擬現(xiàn)實、機(jī)器人等新興技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對于三維數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和處理需求越來越高。因此，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)三維信息表達(dá)和數(shù)字書寫的技術(shù)。在這樣的背景下，基于雙目視覺的三維書寫系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過多個攝像頭捕捉實時場景，并且結(jié)合計算機(jī)視覺算法，可以準(zhǔn)確地獲取對象的三維信息。這樣的系統(tǒng)可以幫助用戶在虛擬場景中進(jìn)行三維形狀的書寫，從而實現(xiàn)三維信息的創(chuàng)造和儲存。二、研究目的該課題的主要研究目的是設(shè)計和實現(xiàn)基于雙目視覺的三維書寫系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，用戶可以通過手勢或筆跡等方式在虛擬三維場景中進(jìn)行創(chuàng)作。為了實現(xiàn)這個目的，需要完成以下的具體任務(wù)：1.搭建雙目攝像頭系統(tǒng)，獲取場景中不同角度的圖像信息。2.對獲取的圖像進(jìn)行雙目匹配處理，得到場景的深度信息。3.基于深度信息，建立三維場景模型。4.設(shè)計合適的用戶界面和手勢識別算法，實現(xiàn)對三維場景的創(chuàng)建和編輯。5.針對不同應(yīng)用場景的需求，拓展系統(tǒng)功能，如多人協(xié)作、三維模型導(dǎo)出等。三、研究內(nèi)容1.雙目攝像頭系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計雙目攝像頭系統(tǒng)，在保證成像質(zhì)量的前提下，盡可能降低成本和復(fù)雜度。攝像頭需要支持雙目立體成像和同步獲取圖像信息。2.圖像匹配和深度計算對于獲取的雙目圖像，需要進(jìn)行圖像匹配，得到像素點的坐標(biāo)偏差，從而計算像素點的深度信息。3.三維場景建模基于深度信息，利用三維重建算法建立場景的三維模型，并進(jìn)行相機(jī)姿態(tài)校準(zhǔn)和紋理映射等處理，使得模型實現(xiàn)濃郁和真實感。4.用戶界面設(shè)計和手勢識別算法設(shè)計直觀友好的用戶界面，使得用戶可以簡單直接的進(jìn)行三維場景的創(chuàng)作和編輯。此外，依據(jù)傳感器數(shù)據(jù)、圖像、語音等傳遞人的意圖，設(shè)計識別手勢的算法，識別主題對場景進(jìn)行智能化書寫和編輯。5.系統(tǒng)拓展在實現(xiàn)基礎(chǔ)功能的同時，對系統(tǒng)進(jìn)行拓展，如實現(xiàn)多人協(xié)作功能、模型導(dǎo)出功能等，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。四、預(yù)期成果本課題的預(yù)期成果包括：1.一套基于雙目視覺的三維書寫系統(tǒng)。2.雙目視覺深度圖像匹配和三維場景建模算法。3.可實現(xiàn)人機(jī)交互的用戶界面和手勢識別算法。4.系統(tǒng)拓展和維護(hù)文檔。五、研究難點和解決方案1.雙目匹配算法的優(yōu)化?？刹捎蒙疃葘W(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)和訓(xùn)練，提高深度信息的準(zhǔn)確度和魯棒性。2.三維建模中的圖像配準(zhǔn)與紋理映射的優(yōu)化?？刹捎米赃m應(yīng)手術(shù)映射等算法，提高圖像紋理信息的還原度和清晰度。3.用戶界面和手勢識別算法的設(shè)計和實現(xiàn)?？梢越柚_源引擎和算法，如Unity3D、OpenCV等，依據(jù)需求調(diào)用SDK，在改進(jìn)體驗的前提下，延伸功能。六、參考文獻(xiàn)1.張宏,楊冬妮,李新建.基于雙目視覺的三維虛擬場景重建[J].中國圖象圖形學(xué)報,2011,16(4):471-479.2.Y.Fang,B.Zhang,X.Li,etal.AThree-dimensionalHandwritingSystemBasedonbinocularVisionandDepthSensing[C].2017IEEEInternationalConferenceonRoboticsandBiomimetics(ROBIO),2017:1247-1252.3.K.Saranya,R.GeethaRamani.RealtimeHandGestureRecognitionforInteractivePrograminSphericalStereoVision[J].InternationalJournalofEngineeringandAdvancedTechnology(IJEAT),ISSN:2249–8958,2019.4.D.J.López,V.Ruiz,C.Sánchez-Arévalo,etal.Acomparisonofdepthmapgenerationtechniquesfor3D