基于离焦差异的单双目混合三维重建MATLAB实现

资 源 简 介

本项目在MATLAB环境中实现了一种结合离焦成像与视差分析的三维重建技术。仅需两幅不同景深的图像，即可通过分析离焦模糊差异和几何关系生成高精度三维点云模型，并支持结果可视化。

详 情 说 明

基于离焦差异的单双目混合三维形状重建系统

项目介绍

本项目实现了一种高效的三维形状重建方法，结合离焦成像原理与视差分析技术。系统只需输入两幅不同景深的图像，通过分析图像中的离焦模糊差异和场景几何关系，自动重建出高精度的三维点云模型。该方案融合了单目离焦线索和双目视觉原理的优势，可在较小基线条件下实现高质量的三维重建。

功能特性

• 混合三维重建：结合离焦形状恢复技术(Shape from Defocus)和视差深度计算算法(Divergence-based Depth Estimation)
• 高精度点云生成：通过点云重建与表面优化技术，生成密集且准确的三维点云
• 多格式输入支持：支持JPG、PNG、TIFF等常见图像格式
• 灵活的输出选项：可输出点云数据、三维网格模型、深度图矩阵等多种结果
• 交互式可视化：提供直观的三维结果展示界面，支持旋转、缩放等交互操作
• 数据导出功能：支持将重建结果导出为PLY、OBJ等标准三维文件格式

使用方法

1. 准备输入数据：

- 准备两幅同一场景但不同对焦距离的RGB或灰度图像 - 确保图像清晰且对焦差异明显 - 准备相机标定参数（焦距、光圈大小等）

1. 运行重建系统：

- 启动主程序文件 - 按照提示选择输入图像文件 - 输入相机参数和必要的对焦距离信息

1. 查看与导出结果：

- 在交互式窗口中查看三维重建结果 - 根据需要保存点云数据或三维网格模型 - 可导出为多种标准格式供后续使用

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11、Linux或macOS
• 运行环境：MATLAB R2020a或更高版本
• 内存要求：至少8GB RAM（推荐16GB以上）
• 存储空间：至少2GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，包含了图像预处理、离焦差异分析、深度信息计算、点云生成与优化等关键功能模块。该文件负责协调各算法组件的工作流程，处理用户输入的参数设置，执行三维重建计算，并管理可视化界面的显示与交互操作。通过该文件，用户能够完成从原始图像输入到最终三维模型输出的完整重建过程。