基于透视投影模型的表面三维测量的实现

将明暗恢复形状(SFS)技术应用于表面三维视觉测量.针对传统SFS求解模型的不足,引入一种基于透视投影的反射图模型,并采用高效、简便的灰度梯度算法对该模型进行求解和误差分析.实验结果表明,与正交投影模型相比,透视投影模型的三维表面测量效果显著提高.     

基于明暗恢复形状的加工表面形貌重构与粗糙度检测

研究了采用明暗恢复形状法(SFS)对加工表面显微视觉图像的三维形貌重构,并实现了表面粗糙度检测.根据金属表面反射特性,采用简化的Oren-Nayar模型与Torrance-Sparrow模型中镜面反射分量叠加的方法,对光照模型进行了改进,并讨论了基于改进后光照模型的SFS最小化计算方法.利用该算法,实现了真实工件表面微...     

非Lambert表面从明暗恢复形状技术的研究进展

传统的从明暗恢复形状(Shape from Shading,SFS)技术通常假定物体表面为Lambert表面,然而对于实际的物体表面来说,上述简化造成了重构结果误差较大.近年来,许多学者开始关注于非Lambert表面下的SFS技术的研究.结合作者自身的研究,从成像过程建模、图像辐照度方程的建立及求解数值算法出发,介绍了非Lambert表面从明暗恢复形状技术的研究进展.首先,简要介绍了非Lambert表面下典型的SFS技术;其次,以OrenNayer模型为例详细说明了非Lambert表面SFS方法的关键技术;最后,对非Lambert表面SFS技术的发展趋势进行了探讨.     

基于透视投影模型的表面三维测量的实现

将明暗恢复形状(SFS)技术应用于表面三维视觉测量。针对传统SFS求解模型的不足,引入一种基于透视投影的反射图模型,并采用高效、简便的灰度梯度算法对该模型进行求解和误差分析。实验结果表明,与正交投影模型相比,透视投影模型的三维表面测量效果显著提高。     

基于SFS的加工表面三维形貌重建研究

明暗恢复形状(Shape From Shading,SFS)是计算机视觉中一个重要的研究课题,该算法应用于工件表面微观形貌重建,为快速检测表面质量奠定了基础.采用了SFS算法中的最小化方法,介绍了该算法的实现步骤和计算方法.首先利用合成图像对算法的准确度进行了验证,获得了较为准确的重建图像,继而利用工件表面显微图像对工...     

基于计算机视觉的端铣表面粗糙度检测

明暗恢复形状（Shape From Shading,简称SFS）是计算机视觉中一个重要的研究课题,该算法应用于工件表面微观形貌重建,为快速检测表面质量奠定了基础。以计算机显微视觉为检测手段,采用明暗恢复形状方法,重建端铣加工表面微观形貌,进而检测表面粗糙度。根据微观金属表面反射特性,采用基于Cook-Torrance光照模型的明暗恢复形状算法,完成了端铣加工表面图像三维形貌重构与表面粗糙度参数检测。试验结果表明,该方法可以快速实现加工表面粗糙度参数的准确检测,为加工过程中粗糙度的在线检测提供了新的思路和方法。     

基于Contourlet变换的阴影恢复形貌方法及产品表面缺陷检测应用

为实现对物体表面三维深度缺陷检测,提出一种基于Contourlet变换的明暗恢复形状算法来解决三维物体表面重建问题。针对在传统的明暗恢复形状方法重建过程中出现的计算收敛速度较慢的问题,从图像多尺度几何分析的角度进行研究,利用Contourlet变换系数来表达图像,用基系数近似的计算微分算子,从而优化目标函数的求解过程。试验结果表明使用Contourlet系数的SFS算法比传统和小波系数的算法获得更优的迭代步长,可以使得计算过程中的误差项下降到较低的水平,从而获得更准确的三维信息。检测所使用的三维形状恢复方法只需要根据单幅测量图像,就可实现对零件三维缺陷的检测。     

从明暗恢复形状(SFS)的算法设计与精度分析

从明暗恢复形状(shape from shading,简称SFS)是计算机视觉中三维形貌恢复问题的关键技术.设计了基于单幅图像恢复三维形貌的算法,其核心思想是根据单幅图像的灰度信息进行亮度分析和转换,利用倾角和偏角计算表面点法矢,进而得到表面点高度值.采用全面像素误差和平均误差两种评价方法对人造花瓶二维图像的恢复结果进行精度分析,得到恢复高度与真实高度平均误差的最大值和最小值分别为7.0 mm和0.1 mm,且80%的平均误差小于2 mm,实例证明文中方法处理速度快,精度高,应用前景较好.     

基于虚拟仪器的三维视觉检测系统设计

把计算机视觉领域中的明暗恢复形状(Shape From Shading,简称SFS)技术应用于工业产品的三维视觉检测,利用单幅产品图像的明暗灰度变化来得到物体表面形状信息,并采用全面像素不确定度进行检测分析。该检测系统采用Lab VIEW及其视觉开发工具来实现,可广泛应用于工业自动在线三维视觉形貌检测和质量控制。     

一种基于SFS方法的含高光表面三维重构系统

针对含高光表面三维形状重构的需求,设计了一种基于从明暗恢复形状(SFS)方法的三维重构系统。在正交投影条件下由CCD相机获取点光源照射下的物体表面图像,使用Ward反射模型描述含高光表面的反射特性,建立物体表面图像辐照度方程。系统软件将该方程转化为包含物体高度信息的H-J偏微分方程,并计算此偏微分方程的解,得到物体的高度函数,进而恢复出物体的表面形状。实验表明,该系统可以有效地重构含高光表面的三维形状。     

基于支持矢量机的从明暗恢复形状方法

通过对传统从阴影到形状(Shape from shading,SFS)问题和支持矢量机(Supporting vector machine,SVM)的研究,提出一种基于SVM由从明暗恢复形状方法,详细分析了这一方法的理论依据和可行性,探讨了SVM输入参数的确定、核函数的选择与构造等关键问题。试验表明,与传统SFS方法相比,提出的方法能较准确地直接获取物体的高度值,且受环境因素影响小,无需作过多的成像条件假设。最后探讨了这一方法的改进方向。     

RECONSTRUCTION OF WELD POOL SURFACE BASED ON SHAPE FROM SHADING

A valid image-processing algorithm of weld pool surface reconstruction according to an input image of weld pool based on shape from shading (SFS) in computer vision is presented. The weld pool surface information is related to the backside weld width, which is crucial to the quality of weld joint. The image of weld pool is recorded with an optical sensing method. Firstly, the reflectance map model, which specifies the imaging process, is estimated. Then, the algorithm of weld pool surface reconstruction based on SFS is implemented by iteration scheme and speeded by hierarchical structure. The results indicate the accuracy and effectiveness of the approach.     

基于明暗恢复形状的目标物体深度信息提取算法设计

明暗恢复形状的方法（shape from shading简称SFS）分为全局最小化法、全局演化法、局部分析法、局部线性化法,但这4种方法都有一定的局限性,故在参考局部分析法的基础上,提出了基于明暗恢复形状的目标物体深度信息提取的简单算法。’     

SFS与特征点对应技术结合的形状测量法研究

以特征点对应技术为基础的摄影测量术有着广泛应用,但存在着测量数据稀疏的缺陷,对此提出了SFS（Shape from shading）与特征点技术相结合的方法,加密插值点,解决复杂表面形状测量问题。首先设计了用于测量的摄影系统,然后讨论了图像平面的剖分算法,最后给出SFS与特征点技术结合的有限单元形式,并设计了多重网格加速求解算法。算例表明,该算法效果令人满意。     

Complex wavelet enhanced shape from shading transform for estimating surface roughness of milled mechanical components

The metal surface topology contains abundant information related to the health states of the cutting tool as well as the cutting operation. In this paper, we attempt to adopt 2D digital images of the machined metal surface, acquired via non-contact photo-imaging techniques, as the monitoring media. A Wallis filter based dodging algorithm is applied to cure the uneven contrast phenomenon caused by imperfect lighting illumination. 3D digital models were derived and retrieved from the digital image using a wavelet enhanced Shape from shading (SFS) transform. The minimization based SFS is presented to retrieve the 3D digital surface from the milled workpiece. The dual tree complex wavelet transform is adopted to enhance SFS such that the interfering noise can be suppressed. In the end, quantitative surface roughness indicators are utilized to estimate the surface roughness numerically. A milling cutting experiment of aero-material of aluminum alloy 7075 was carried out to verify the effectiveness of the proposed approach. The comparison results demonstrate that the proposed approach was capable of retrieving 3D surfaces of high precision. With the approach, the digital image emerges as a promising vehicle for machining condition monitoring of CNC machines.

     

基于三维形貌重建的镗加工表面粗糙度检测

以计算机显微视觉为检测手段,采用明暗恢复形状方法重建加工表面微观形貌,进而检测加工表面粗糙度.根据微观金属表面反射特性,采用基于Torrance-Sparrow光照模型的明暗恢复形状算法,完成了镗加工表面图像三维形貌重构与表面粗糙度参数检测.