针对三维立体重建的无人机影像数据清洗方案研究.pdfVIP

试验与研究《湖南水利水电》2025年第2期

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李德伟，李子钰

1.湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司袁南长沙410007曰

2.中南大学地球科学与信息物理学院袁南长沙410083冤

摘要近年来随着民用无人机的及三维重建软件的智能化及3D打印技术门槛的不断降低

越来越多的人利用自己的设备与开源软件尝试建立模型遥但由于无人机获取影像受天气尧气流尧光

照尧以及相机等多方面影响在获取的影像数据集中存在少部分低质量影像给后续计算机三维重建

带来了不利影响遥基于此文章主要设计了一套基于计算机视觉的图像数据清洗算法对影像数据集

中常见的低质量影像如院低亮度尧过曝尧重影尧虚焦尧多噪声等进行剔除有效提升了影像数据集质

量进而提高三维重建的质量遥

关键词无人机影像曰计算机视觉图像清洗曰三维重建曰MeshRoom

些问题，如生产模型精度较低、模型边缘不完整、拍摄

1介绍

获得的影像多但生成同名点对少等。主要原因是由于

1.1研究背景及意义无人机影像受环境影响较大，其配备镜头与自带的算

随着科技进步与国产无人机发展，我国低空经济法抵抗外界环境变化能力较弱，所拍摄的影像经常会

[1]

市场规模已超5000亿元，2023年全行业无人机注册出现如光照变化引起白平衡失衡、气流引起镜头抖动

[2]

用户达92.9万个。与此同时3D打印技术近五年来日产生重影、反光引起局部过曝、过暗条件下产生电流噪

趋大众化、平民化，打印成本与操作门槛不断降低。另声等等现象。因此，提前对无人机所拍摄的航测影像数

外，依据摩尔定律，近年来家用计算机的数据处理能据进行筛选，过滤掉质量较低、与其他影像同名点较少

力、算力成指数级变化，普通电脑也能运行一些小型的等不适合用来进行三维重建工作的影像，不仅能够提高

三维重建项目，人们对于利用自己所拍摄的影像作为三维重建软件工作效率，同时有助于提升模型的精度。

数据集进行三维重建的需求明显提升。有关计算机视1.2相关工作

觉与三维重建软件社区生态如雨后春，欣欣向荣。如目前，国内外少有直接用于三维重建数据清洗的

开源软件：MeshRoom、COLMAP、OpenSfm,商用软件：方法。在计算机视觉领域，常用的数据清洗方法一般是

AgisoftMetashape等等,都朝着更高精度、更快速度、更几何约束的筛选和基于统计学方法的筛选。邓庆昌等

简易操作、更高扩展性等方向不断发展。[3]

人的工作中通过影像灰度直方图对图像的白平衡进

但在数据日益容易获取的同时，许多使用者在利[4]

行评价；Randhir等使用pHash算法计算图像相似度

用开源软件和自己的数据进行三维重建过程中发现一从而对重复图像内容进行去重；以及在图像处理中常

稿日期2025-01-09

作者简介李德伟1974-冤袁男袁湖南洞口人袁大学本科袁高级工程师袁现从事测量工程尧遥感及相关工作遥

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李德伟，李子钰//针对三维立体重建的无人机影像数据清洗方案研究

用的RANSAC算法。我们的工作综合考虑了各种算2.3重像判别

法，结合无人机航拍影像的实际情况及三维重建中对