COLMAP: A software for 3D Spare & Dense Reconstruction

Xây dựng lại cấu trúc 3D là một trong các ứng dụng quan trọng trong Thị giác máy tính. Với đầu vào là một loại các bức ảnh chụp xung quanh một đối tượng, yêu cầu đầu ra là hình ảnh không gian 3D của vật thể. Quá trình xây dưng này yêu cầu thực hiện nhiều bước và phức tạp. Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu các bạn phần mềm COLMAP - phần mềm đa dụng giúp bạn dễ dàng xây dựng không gian 3D của đổi tượng. Qua bài viết, chúng tôi hi vọng bạn đọc có thể tìm thấy được nguồn cảm hứng mới từ các bài toán thị giác máy tính.

1. Tập dữ liệu và các bước thực hiện

COLMAP xây dựng không gian vật thể qua các bước sau:

1. Feature Detection, COLMAP sử dụng thuật toán SIFT để trích xuất đặc trưng của ảnh.
2. Feature Matching, xét lần lượt từng ảnh, COLMAP sẽ tìm tập các ảnh có phần ảnh trùng khớp với ảnh đang xét.
3. Spare Reconstruction, sự dụng các ảnh đã biết có vùng trùng khớp nhau ở bước trước, COLMAP giải quyết bài toán Triangulation để tìm ra độ sâu ảnh, từ đó xây dựng được không gian thưa.
4. Dense Reconstruction: Xây dựng không gian 3D dày đặc từ không gian thưa.

Trong phần trình bày này, chúng tôi sử dụng dữ liệu South Building, gồm 128 bức ảnh kích thước lớn chung xung quanh tòa nhà như hình dưới. Chúng tôi sẽ sử dụng phần mềm Colmap để xây dựng lại không gian 3D dày đặc như hình bên phải: