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收稿日期:2023-08-10
									
				
									
				
									
				
				
											上线日期:2023-10-19
									
			通讯作者:
					
					
							
        
               		SUN  Kai1, ZHANG  Cheng1,*( ), ZHAN  Tian1, SU  Di2
), ZHAN  Tian1, SU  Di2
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2023-08-10
									
				
									
				
									
				
				
											Online:2023-10-19
									
			摘要:
针对现有多视图立体视觉(Multi-View Stereo, MVS)技术提取弱纹理区域和非郎伯体曲面特征信息不充分及重建效果不理想问题,提出一种融合注意力机制和多层动态形变卷积的AMDC-PatchmatchNet方法。构建一种融合坐标注意力的特征提取网络,能更准确地捕捉重建对象的边缘形状和纹理特征,同时融合一种基于动态形变卷积的自适应感受野模块,根据不同尺度的特征自适应调整感受野的大小和形状,获得兼具全局和细节的特征表示。在DTU数据集上的测试结果表明,所提方法相较于主流MVS方法,点云重建整体性指标提高2.8%,并且在航空影像数据集上验证了模型的泛化能力。
中图分类号:
孙凯, 张成, 詹天, 苏迪. 融合注意力机制和多层动态形变卷积的多视图立体视觉重建方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(10): 3631-3641.
SUN Kai, ZHANG Cheng, ZHAN Tian, SU Di. Multi-view Stereo Vision Reconstruction Network with Fusion Attention Mechanism and Multi-layer Dynamic Deformable Convolution[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(10): 3631-3641.
| 方法 | 准确性误 差/mm | 完整性误 差/mm | 整体性误 差/mm | 
|---|---|---|---|
| Camp | 0.835 | 0.554 | 0.695 | 
| Furu | 0.613 | 0.941 | 0.777 | 
| Tola | 0.342 | 1.190 | 0.766 | 
| Gipuma | 0.283 | 0.873 | 0.578 | 
| Colmap | 0.532 | 0.400 | 0.664 | 
| MVSNet | 0.396 | 0.527 | 0.462 | 
| R-MVSNet | 0.383 | 0.452 | 0.417 | 
| P-MVSNet | 0.406 | 0.434 | 0.420 | 
| Fast-MVSNet | 0.336 | 0.403 | 0.370 | 
| CVP-MVSNet | 0.296 | 0.406 | 0.351 | 
| PatchmatchNet | 0.427 | 0.277 | 0.352 | 
| 本文方法 | 0.406 | 0.279 | 0.342 | 
表1 不同方法在DTU数据集上的定量测试结果
Table 1 Quantitative test results of different methods on DTU datasets
| 方法 | 准确性误 差/mm | 完整性误 差/mm | 整体性误 差/mm | 
|---|---|---|---|
| Camp | 0.835 | 0.554 | 0.695 | 
| Furu | 0.613 | 0.941 | 0.777 | 
| Tola | 0.342 | 1.190 | 0.766 | 
| Gipuma | 0.283 | 0.873 | 0.578 | 
| Colmap | 0.532 | 0.400 | 0.664 | 
| MVSNet | 0.396 | 0.527 | 0.462 | 
| R-MVSNet | 0.383 | 0.452 | 0.417 | 
| P-MVSNet | 0.406 | 0.434 | 0.420 | 
| Fast-MVSNet | 0.336 | 0.403 | 0.370 | 
| CVP-MVSNet | 0.296 | 0.406 | 0.351 | 
| PatchmatchNet | 0.427 | 0.277 | 0.352 | 
| 本文方法 | 0.406 | 0.279 | 0.342 | 
| 方法 | 准确性误 差/mm | 完整性误 差/mm | 整体性 误差/mm | GPU内存 消耗/MB | 
|---|---|---|---|---|
| 无CAB、无ARFB | 0.429 | 0.335 | 0.382 | 10 877 | 
| 加入CAB、无ARFB | 0.420 | 0.304 | 0.362 | 10 885 | 
| 无CAB、加入ARFB | 0.397 | 0.321 | 0.359 | 10 887 | 
| 本文方法 | 0.406 | 0.279 | 0.342 | 10 885 | 
表3 消融实验定量结果对比
Table 3 Comparison of quantitative results of ablation experiments
| 方法 | 准确性误 差/mm | 完整性误 差/mm | 整体性 误差/mm | GPU内存 消耗/MB | 
|---|---|---|---|---|
| 无CAB、无ARFB | 0.429 | 0.335 | 0.382 | 10 877 | 
| 加入CAB、无ARFB | 0.420 | 0.304 | 0.362 | 10 885 | 
| 无CAB、加入ARFB | 0.397 | 0.321 | 0.359 | 10 887 | 
| 本文方法 | 0.406 | 0.279 | 0.342 | 10 885 | 
| 方法 | 平均距离 | 标准差 | 
|---|---|---|
| PatchmatchNet方法 | 0.127894 | 0.0891436 | 
| 本文方法 | 0.103431 | 0.0813845 | 
表5 泛化能力实验定量结果对比
Table 5 Comparison of quantitative results of generalization ability experiments
| 方法 | 平均距离 | 标准差 | 
|---|---|---|
| PatchmatchNet方法 | 0.127894 | 0.0891436 | 
| 本文方法 | 0.103431 | 0.0813845 | 
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