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基于SfM与Instant-NGP的田间大豆植株三维重建方法 被引量：1
1
作者 曹鑫 秦绪佳 徐晓刚 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期171-180,共10页
针对以往田间环境下大豆植株三维重建过程中存在的数据采集设备成本较高、重建阶段耗时较长等问题,该研究提出一种基于运动检测自适应抽帧、运动恢复结构(structure from motion,SfM)与即时神经图形原语(instant neural graphics primit... 针对以往田间环境下大豆植株三维重建过程中存在的数据采集设备成本较高、重建阶段耗时较长等问题,该研究提出一种基于运动检测自适应抽帧、运动恢复结构(structure from motion,SfM)与即时神经图形原语(instant neural graphics primitives,Instant-NGP)的田间大豆植株三维重建方法SfM-INGP。该方法旨在提供一套低成本、高效率且高质量的田间大豆植株三维重建方案。首先,在田间环境下利用消费级智能手机环绕拍摄大豆植株全景视频,并基于运动检测的自适应速率抽帧方式获取大豆植株多视角图像序列,以减少冗余数据并提升计算效率;其次,利用SfM算法从多视角图像中恢复相机位姿,生成稀疏点云,为后续重建提供位姿信息;最后,通过Instant-NGP算法对含有位姿信息的大豆植株图像进行多分辨率哈希编码,将其输入小型多层感知机进行训练,以完成高效的三维重建。试验结果表明,在重建效率方面,与多视图立体视觉(motion-multi view stereo,MVS)和神经辐射场(neural radiance fields,NeRF)方法相比,SfM-INGP的平均重建时间为2.82 min,分别大幅缩短90.7%和99.4%;在重建质量方面,SfM-INGP的平均峰值信噪比为24.47 dB,较MVS和NeRF分别有效提高15.4%和9.3%;在重建精度方面,SfM-INGP的均方误差为0.15,显著低于MVS的0.46和NeRF的0.37;在计算资源消耗方面,SfM-INGP的平均显存消耗为6.57 GB,虽略高于MVS的5.73 GB,但远低于NeRF的14.81 GB,展现了SfM-INGP方法在重建效率、质量、精度与计算资源消耗之间的良好平衡。该研究提出的方法在实际农业田间环境下通过低成本的数据采集设备,实现了高效率且高质量的田间大豆植株三维重建,为大豆信息化育种平台建设提供了重要的技术支持和数据基础,在其他田间作物的三维重建中具有广泛应用潜力,为未来大规模农业信息化建设提供可行性方案。 展开更多
关键词 图像处理 三维重建 大豆 instant-ngp SFM 神经辐射场
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基于Instant-NGP平台的NeRF复现研究 被引量：1
2
作者 邹梓越 王永丽 +1 位作者 殷文艺 匡皓瑞 《现代计算机》 2024年第16期44-50,共7页
基于NVIDIA的Instant-NGP平台,旨在对NeRF方法在三维重建领域的实现进行复现。通过利用Instant-NGP平台的强大计算能力和优化算法,成功复现了NeRF方法,并在多个数据集上进行了实验验证。实验结果表明,在Instant-NGP平台上,该方法能够快... 基于NVIDIA的Instant-NGP平台,旨在对NeRF方法在三维重建领域的实现进行复现。通过利用Instant-NGP平台的强大计算能力和优化算法,成功复现了NeRF方法,并在多个数据集上进行了实验验证。实验结果表明,在Instant-NGP平台上,该方法能够快速高效地生成逼真的三维重建结果,并获得与原论文一致的定量和定性评估结果。此研究对NeRF方法的研究验证了其可行性和可重复性,并展示了NeRF方法在Instant-NGP平台上的优越性能,为相关领域的研究和应用提供了实际参考和基础。 展开更多
关键词 instant-ngp NeRF 三维重建 复现研究
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基于NeRF的树木数字化重建 被引量：1
3
作者 顾冷曦 徐鹏飞 +1 位作者 张厚江 杨志慧 《苏州科技大学学报（工程技术版）》 CAS 2024年第1期69-80,共12页
我国有数量巨大的古树和城市大树,如何合理构建树木数字化模型,是评估树木抗风能力和安全性的重要前提。鉴于风向的多变性,需要基于该模型能够从任意角度获得树木树冠的各项数据。由于激光雷达价格高昂、专业性强,不便于大规模推广,采... 我国有数量巨大的古树和城市大树,如何合理构建树木数字化模型,是评估树木抗风能力和安全性的重要前提。鉴于风向的多变性,需要基于该模型能够从任意角度获得树木树冠的各项数据。由于激光雷达价格高昂、专业性强,不便于大规模推广,采用便宜、简便的手机拍摄树木图像。鉴于传统的图像三维重建技术不适合树木这样结构复杂、高反射率、多孔的物体,采用NeRF(神经辐射场)技术,利用体素进行模型体渲染,对树木进行三维数字化重建,为从任意角度获得树木图像和树冠参数打下基础。同时,采用NeRF的instant-ngp加速算法,分析研究了背景、光照条件、图像数量等因素对建模质量的影响。研究结果表明,基于NeRF的树木数字化重建方法能有效避免传统三维重建的空洞、变形等问题,是一种可行的树木三维数字化模型构建方法。 展开更多
关键词 树木 数字化模型 三维重建 NeRF(神经辐射场) instant-ngp加速算法
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