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对基于单张二维图像重建三维模型问题进行深入研究,对目前使用的方法进行比较分析,提出了基于紧水平支集的SFS三维模型重建方法。首先改进了基于快速匹配算法求解的紧水平支集方法,以提高紧水平支集求解的精度和效率,并将此方法应用到求解SFS问题,提出基于水平集快速求解SFS问题的方法;接下来为解决SFS固有的凹凸二义性问题,基于分水岭的思想寻找凹凸分界线,以此确定产生凹凸二义性的区域用以进行重建;最后利用拓扑变换重构凹陷区域,得到正确的三维模型。