Содержание 2
Введение 3
Постановка задачи 4
Обзор литературы 5
Глава 1. Построение трехмерной модели строения по двумерному абрису 7
1.1 Предобработка изображения 7
1.2 Построение облака точек камня 8
1.3 Построение полигональной модели камня 10
Глава 2. Восстановление модели стены по малой информации 12
Глава 3. Восстановление модели стены с помощью генерации двумерного абриса 16
3.1 Сверточная нейронная сеть 16
3.2 Модификация сверточной нейронной сети 18
3.3 Генерация изображения с помощью модифицированной СНС 20
Глава 4. Программная реализация 23
Выводы 24
Список литературы 25
В настоящее время в поисках исторических архитектурных сооружений археологами ведется большое число исследований по всему миру. Среди огромного числа методов, используемых в этих исследованиях, важное место занимает обязательная визуальная опись каждого найденного строения и его структуры. Эта опись в основном производится в виде специальных планов и абрисов (абрис - контур, набросок, очертание предмета, линия, показывающая форму какого-то объекта). В дальнейшем полученные результаты могут подвергаться трехмерной реконструкции для облегчения исследовательской деятельности. Но это трудоемкий процесс, который требует от исследователей специальных навыков работы с компьютером и программным обеспечением.
Автоматическое компьютерное моделирование исторических объектов в виде трехмерной визуализации на основе двумерного изображения позволило бы если не полностью избавить археологов от этой задачи, то хотя бы упростить ее решение, предоставляя некоторую предобработанную трехмерную модель, которую можно мануально довести до ожидаемого результата.
Также археологам часто приходится иметь дело с не полностью сохранившимися архитектурными объектами исторической ценности (например, разрушенная каменная стена). В таком случае специалистам приходится долгое время вручную создавать модели не только сохранившихся частей, но и к тому же моделировать утраченные со временем. Таким образом предыдущая задача расширяется требованием попытаться восстановить недостающие составляющие архитектурного памятника по имеющимся данным.
В результате работы были разработаны несколько вариантов алгоритмов генерации трехмерной модели архитектурного памятника по его двумерному изображению. Каждый из алгоритмов был запрограммирован и протестирован. В итоге генерация двумерного абриса по тестовому изображению и дальнейшая реконструкция трехмерной модели стены с помощью сторонних решений по конвертации облака точек в полигональную модель показали себя лучше всего, так как эти алгоритмы были основаны на прорывных в сегодняшнее время сверточных нейронных сетях.
Результат работы программы можно улучшить, если совместить этот алгоритм с алгоритмом генерации стены по кривой в пространстве. Но результаты, представленные в текущей работе, уже могут служить в качестве некоторого инструмента, который поможет исследователям в сохранении информации о большем числе исторических памятников.
