周老虎无法还原“实体虎”

　　“摄像测量”给出有力回答

　　周老虎无法还原“实体虎”

　　新闻关联

　　2007年12月2日，中国摄影家协会数码影像鉴定中心、华夏物证鉴定中心、野生动物学家胡慧建、神探李昌钰、中国刑科协指纹检验专业委员会副主任刘持平、中山大学电子与通信工程系教授赖剑煌以及他的5人博士团队等六方专家，宣布了对周正龙华南虎照的鉴定结论：照片中的老虎是假老虎。

　　众所周知，摄影是一个将三维场景投影到二维平面的过程，利用摄影测量技术，使用多幅不同角度拍摄的照片，则可恢复出三维场景。

　　可是，目前已公布的虎照中虽然存在不同位置、不同角度，但成像的位置、拍摄者手持相机的姿态等条件都不得而知，因此，传统的摄影测量方法难以完成“三维老虎”。

　　而国防科大专家们在论文中表示，他们掌握的“摄像测量、计算机视觉中基于多视图的三维重建法”，则不需要传统摄影测量中的严格内、外参数标定。其原理是：根据成像过程不同的图像自身所满足的约束条件来解算三维空间场景中目标的形状、位置、姿态等参数。

　　记者试着举一个例子来说明：假设一个人站在一栋建筑物旁边，被拍下了多个角度的照片，只要已知这个人的身体高度，那么，通过“三维重建法”，就可以根据照片解算出那栋建筑物的真实长、宽、高度——如果这个建筑物只是一个平面图，那么真相就会大白——平面图可以一时骗得了肉眼，却糊弄不了科学。

　　专家们写道：“通过提取老虎附近较大范围空间内有较大景深变化的特征点，如树杈、枝结等，来解算多视图几何关系，大大提高了求解精度，由此最终求解得到了老虎在三维空间的位置、结构等参数的定量结果。”

　　那么最终的结果是什么呢？

　　论文中的表述虽然十分专业，但记者第一次阅读时，还是发现了两个关键数字：1米、0.1米。

　　论文说：在此组照片虎姿状态下，如果照片对应于三维实体虎，根据常识可知：虎面部与臀部特征点在纵深Z坐标方向的变化应在1米以上，虎面部点和躯干点分别拟合的两个空间平面的夹角应大于50°。而我们实际重建的三维结构在纵深方向变化仅0.1米，对应的两个平面夹角约10°，而且所有特征点的拟合平面近似平行于像平面。用这些测量点拟合一个平面的标准方差为0.02m，最大差为0.06m，即深度方向变化最多0.1米。

　　这段话的意思就是：按照常理判断，在华南虎照片的虎姿状态下，从虎头到虎臀，本应有1米多长，但是，经过三维测量还原发现，周老虎无法形成一个“实体虎”。考虑到测量误差，周老虎的纵深“身长”仅仅最多也只有0.1米——地球上目前还没有发现体形如此之扁平的老虎！

　　正由于此，论文明确地表达：“因此可以确定这些特征点在空间分布于一个平面上，不符合实体华南虎的三维立体结构特点。”

　　用数码相机在实验室拍摄办公椅和平面板

　　模拟实验证实方法正确可信

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　　2007年12月31日，陕西省林业厅一位负责人表示：“现在舆论‘一边倒’认定周正龙造假，即使公安部或国务院相关部门来鉴定虎照，也须考虑民众声音，但在考虑舆论的同时必须尊重事实与科学，假如现在报告二次鉴定结果为真实的，周正龙并未造假，那么舆论肯定会质疑鉴定机构的公证性和客观性，这是鉴定机构迟迟不能出台报告以及不愿公布鉴定单位名称的主要原因。”

　　得出周老虎照片无法还原成“实体虎”后，专家并没有因此而满足，为了验证自身算法的准确性，他们还对立体和平面物体进行拍摄重建实验。

　　他们综合华南虎照的重建结果和网络上提供的成像距离做参考，选择的成像距离约20米，拍照的位置在1.5米之内多次变换，而目标分别为“具有空间立体结构的”办公椅和“空间的”平面板，分别对办公椅和平面板进行三维重建，比较重建结果。

　　以图解说：两张配图，为需要重建的办公椅和平面模板及其特征目标点。图中办公椅上的特征点为立体空间散布，不在同一空间平面，而图中平面板是空间的平面。重建结果表明，办公椅上目标点的深度变化范围为1.5米，而平面板上特征点深度变化范围为0.14米，各点数值与实际分布较一致。

　　专家随后将上述平面板测量结果用最小二乘法拟合一个平面，测量点与拟合平面距离的标准方差为0.021米，最大差为0.067米，平面板交会结果在深度z方向精度较差，有约6厘米的误差——这与华南虎照重建结果的深度方向误差在同一水平。

　　该实验证实，专家采取的算法正确重建了空间三维结构，能够满足利用虎照对老虎三维重建的要求。