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OpenMVG——Python与C++双重驱动的Photogrammetry工具

一、OpenMVG概述

OpenMVG(Multiple View Geometry)是一款开放源代码的多视图几何计算库,可用于Photogrammetry应用程序的开发和研究。OpenMVG根据自由开源软件Apache v2.0许可,可以作为独立的程序库使用,也可以与其他库或软件一起使用。OpenMVG解决了从多个图像集合中ESTIMATE和恢复三维相机姿态和稀疏3D点云的问题。它提供了用于生成点云和三角测量网格的DenseMVG组件。

二、OpenMVG的优势

OpenMVG的最大优势是它的模块化设计和紧密的Python和C++集成。它的Python绑定使得快速注释和可视化成为可能,而C++库提供了稳定和高效的性能。这意味着您可以使用OpenMVG提供的Python接口获得更好的显式控制,也可以使用原生的C++库进行更高效的计算。

OpenMVG的核心模块之一是SfM(Structure from Motion,从运动中估计结构),它被广泛用于实现SfM算法和软件。OpenMVG使用自动新视图选择算法,通过选择最好的下一个视图和一个新的相机姿态,提高了建模的精度和质量。OpenMVG SfM系统及其Python绑定可以使用几乎任何型号的相机,包括广角相机、鱼眼相机和普通相机。

三、OpenMVG的应用

OpenMVG的主要应用领域是Photogrammetry和计算机视觉。它被广泛用于三维建模和对象重建,例如从无人机或人物拍摄的图像中恢复三维场景。它也被用于计算机辅助设计(CAD)和文物保护领域。

以下是一个例子,展示了如何使用Python进行OpenMVG的结构从动中估计结构和稀疏点云重建的过程:

    import openmvg
    import openmvg.cameras

    # 输入图像列表
    image_list = openmvg.ImageList("/path/to/images")

    # 提取特征点
    feat_process = openmvg.FeatureExtractorProcess(
        fm_method_name="SIFT",
        force_use_saved_features=False
    )
    matches_file_path = feat_process(image_list)

    # 提取相机内参估计
    camera_params = openmvg.cameras.get_image_metadata(image_list)

    # 获取相机解算器
    camera_solver = openmvg.sfm.PerspectiveCameraSolver()

    # 对图像序列进行重建
    sfm_process = openmvg.GlobalSfMProcess(
        camera_solver=camera_solver
    )
    reconstruction = sfm_process.run(matches_file_path, camera_params)

    # 生成稀疏点云
    reconstruction.compute_structure()
    point_cloud = reconstruction.get_point_cloud()

    # 将生成的点云保存为Ply文件
    openmvg.export_to_ply(point_cloud, "/path/to/output/file.ply")

四、OpenMVG的发展前景

OpenMVG作为一款高性能的结构从动和Photogrammetry计算库,正在越来越多的应用场景中得到应用。随着计算机视觉和计算机图像处理的不断发展,OpenMVG的应用领域将进一步扩展,并不断完善和改进。OpenMVG作为一个开源的项目,其开发、改进和维护工作将随着时间的推移而继续进行。

五、总结

OpenMVG是一款开源的Photogrammetry工具,可以使用Python和C++驱动,具有模块化设计和紧密的Python和C++集成。它的SfM系统可以使用几乎任何型号的相机,包括广角相机、鱼眼相机和普通相机。OpenMVG被广泛应用于三维建模和对象重建,计算机辅助设计以及文物保护等领域。随着计算机视觉和计算机图像处理的不断发展,OpenMVG的应用领域将进一步扩展,并不断完善和改进。