Abstract Reconstructing 3D human body models for real people benefits a variety of applications. However, it is challenging to reconstruct high-fidelity human body models with high-accuracy. This study presents an accurate and efficient 3D human body reconstruction system based on digital image correlation (DIC), which can simultaneously capture high-quality 3D human body model and high-fidelity 2D color texture. The 3D reconstruction system is set up with twenty-seven cameras and nine speckle-pattern projectors, which is able to acquire 3D shape data and 2D color data. Specifically, the nine binocular stereo vision systems are adopted to reconstruct 3D shape, where the 3D reconstruction is carried out based on stereo-DIC with a speckle-pattern projector. The other nine color cameras are utilized to capture 2D color texture. It only needs a single-shot to record the images required for 3D reconstruction, which takes about 1.25 ms to ensure the high-accuracy and high-efficiency of the proposed 3D reconstruction system. A high-precision multi-camera calibration method is employed to calibrate the proposed multi-camera system. The mapping relationship between the reconstructed 3D object point and the 2D color image is determined by the calibrated result, which makes the color texture acquisition precisely and effectively. The proposed system can achieve accurate and high-quality 3D reconstruction of the whole human body surface with high-fidelity color texture. Experimental results demonstrate the high-performance of the proposed 3D reconstruction system.

中文翻译：

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基于DIC的彩色纹理人体3D精准高效重建系统

摘要 为真人重建 3D 人体模型有益于各种应用。然而，以高精度重建高保真人体模型具有挑战性。本研究提出了一种基于数字图像相关（DIC）的准确高效的 3D 人体重建系统，可以同时捕获高质量的 3D 人体模型和高保真 2D 颜色纹理。3D 重建系统由 27 个摄像头和 9 个散斑投影仪组成，能够获取 3D 形状数据和 2D 颜色数据。具体而言，采用九个双目立体视觉系统来重建3D形状，其中3D重建是基于带有散斑图案投影仪的stereo-DIC进行的。其他九个彩色相机用于捕捉二维彩色纹理。它只需要单次拍摄即可记录3D重建所需的图像，大约需要1.25 ms，以保证所提出的3D重建系统的高精度和高效率。采用高精度多相机校准方法来校准所提出的多相机系统。重建后的3D物点与2D彩色图像的映射关系由校准结果决定，使得彩色纹理的获取准确有效。所提出的系统可以实现具有高保真色彩纹理的整个人体表面的准确和高质量的 3D 重建。实验结果证明了所提出的 3D 重建系统的高性能。25 ms 以确保所提出的 3D 重建系统的高精度和高效率。采用高精度多相机校准方法来校准所提出的多相机系统。重建后的3D物点与2D彩色图像的映射关系由校准结果决定，使得彩色纹理的获取准确有效。所提出的系统可以实现具有高保真色彩纹理的整个人体表面的准确和高质量的 3D 重建。实验结果证明了所提出的 3D 重建系统的高性能。25 ms 以确保所提出的 3D 重建系统的高精度和高效率。采用高精度多相机校准方法来校准所提出的多相机系统。重建后的3D物点与2D彩色图像的映射关系由校准结果决定，使得彩色纹理的获取准确有效。所提出的系统可以实现具有高保真色彩纹理的整个人体表面的准确和高质量的 3D 重建。实验结果证明了所提出的 3D 重建系统的高性能。重建后的3D物点与2D彩色图像的映射关系由校准结果决定，使得彩色纹理的获取准确有效。所提出的系统可以实现具有高保真色彩纹理的整个人体表面的准确和高质量的 3D 重建。实验结果证明了所提出的 3D 重建系统的高性能。重建后的3D物点与2D彩色图像的映射关系由校准结果决定，使得彩色纹理的获取准确有效。所提出的系统可以实现具有高保真色彩纹理的整个人体表面的准确和高质量的 3D 重建。实验结果证明了所提出的 3D 重建系统的高性能。