MATLAB实现基于弥散离焦扩散方法的双图三维形状重建系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了基于弥散离焦扩散方法的三维重建系统。通过分析两幅不同深度拍摄图像的离焦差异，结合扩散模型优化深度计算，能够快速生成连续平滑的三维表面模型。该系统为快速三维扫描应用提供了高效解决方案。

详 情 说 明

基于弥散离焦扩散方法的双图三维形状重建系统

项目介绍

本项目实现了基于图像离焦原理与扩散处理技术的三维形状重建系统。通过仅使用两幅不同深度拍摄的图像，系统能够高效重建物体的三维形状。核心技术包括分析图像间的离焦差异，结合扩散模型优化深度计算，最终生成连续、平滑的三维表面模型。本系统适用于快速三维扫描、工业检测及虚拟现实建模等场景。

功能特性

• 双图重建: 仅需两张不同焦距的灰度图像即可完成三维重建
• 高精度深度估计: 结合离焦形状恢复与扩散方程优化算法，实现亚像素级深度计算
• 多格式输出: 支持PLY/XYZ点云、STL/OBJ网格模型、MAT深度图等多种输出格式
• 自动化精度评估: 自动生成重建精度报告，包含误差统计与可视化对比
• 镜头畸变校正: 支持通过标定参数文件进行镜头畸变校正，提高重建准确性

使用方法

输入要求

1. 图像输入: 两张同一物体在不同焦距下采集的灰度图像（PNG/JPG/TIFF格式）
2. 相机参数: 焦距、光圈值、像素尺寸等关键参数
3. 可选标定文件: 用于镜头畸变校正的标定参数文件

运行步骤

1. 准备输入图像和相机参数文件
2. 配置系统运行参数（如扩散系数、迭代次数等）
3. 执行主程序启动重建流程
4. 查看输出结果和精度报告

输出结果

• 三维点云数据（PLY/XYZ格式，含坐标与法向量信息）
• 网格化三维模型（STL/OBJ格式）
• 深度映射图（MAT格式）
• 重建精度报告（文本文件，含误差统计与可视化对比图）

系统要求

硬件环境

• CPU: Intel i5及以上或同等性能处理器
• 内存: 8GB及以上
• 显卡: 支持OpenGL 3.0及以上（用于三维可视化）
• 存储空间: 至少1GB可用空间

软件环境

• 操作系统: Windows 10/11, Linux Ubuntu 16.04及以上, macOS 10.14及以上
• MATLAB: R2018b及以上版本
• 必要工具箱: Image Processing Toolbox, Computer Vision Toolbox

文件说明

主入口程序承担着系统运行的核心调度功能，实现了整个三维重建流程的自动化控制。其主要能力包括：初始化系统参数与环境配置，读取并验证输入图像与相机参数的有效性，执行图像预处理与配准操作，调用离焦分析模块计算初始深度信息，通过扩散模型优化深度估计结果，生成三维点云与表面网格模型，输出多种格式的重建结果，并自动生成精度评估报告与可视化图表。