三维破碎物体多尺度拼接技术

在分析三维物体碎片轮廓曲线的特征和表示的基础上,研究多尺度小波轮廓描述符的计算,提出了一种多尺度下轮廓曲线特征提取及基于多尺度分析的三维物体碎片拼接方法.轮廓曲线经多尺度小波变换平滑后,提取曲率和挠率构成特征矢量;在选择了基于小波轮廓描述符的三维曲线匹配起点后,比较2条轮廓曲线的特征矢量以判断轮廓的相似性,并将轮廓匹配的2块相邻物体碎片拼接,实现破碎物体复原.最后通过实验验证了该方法的有效性.     

一种高效的三维轮廓曲线匹配算法

针对三维碎片自动拼接中的碎片匹配问题,提出一种高效的轮廓曲线匹配算法。用B-样条曲线表示三维空间曲线,并计算轮廓曲线上各个点的曲率、挠率和法矢,在匹配过程中,对轮廓特征点按其邻域曲面片进行分类,根据特征点类型标志及特征段之间的欧式距离对不同轮廓上的特征段进行相似性度量,再利用法矢对相似性较高的轮廓段进行可匹配性验证。实验结果证明该算法是稳定、高效的。     

基于不变特征量的空间三维曲线匹配

空间三维曲线的匹配主要用于图像识别、物体匹配等领域。文章在综合研究比较国内外的研究成果后,针对具体研究问题的特点,提出了一种新的基于不变特征量的曲线匹配方法。该方法通过提取曲线的相对不变特征量,构建数据结构,细致地处理匹配过程的细节,对轮廓曲线的部分匹配有着较为满意的匹配效果。相比较现有的各种方法,具有匹配速度块,准确度高,适应性强等优点。     

一种曲线松弛约束逼近的三维人脸图像建模算法

针对人脸特征表情变化极为复杂、传统的匹配方法不能很好刻画细微表情变化、三维人脸建模的准确度不强 的问题,提出一种基于小区域点曲线逼近的三维人脸建模算法。对人脸的三维区域表情变化较为丰富的区域进行小 区域划分,运用特征点曲线松弛约束逼近技术,模拟较为复杂的人脸曲线轮廓,避免了传统算法中用直线进行轮廓刻 画带来的刻画不准、特征模拟失真的弊端。实验表明,该方法能很好地恢复三维人脸表情变化较为丰富区域的特征信 息,使三维人脸重建更加准确,特征刻画准确度更高。     

轮廓曲线的LoG变换及图像共变区域的检测

本文将LoG (Laplacian of Gaussian)变换应用到轮廓曲线上, 其范数的平方具有稳健的曲率特性, 由此构造了轮廓角点的响应函数; 在此基础上, 结合轮廓LoG所检测的角点和角点邻域内轮廓方向的尺度共变性设计了一种新的关于旋转和尺度共变的特征区域检测算法. 最后, 利用相关度准则对多组受干扰的图像进行特征共变区域匹配, 实验结果验证了所提出的共变特征区域检测算法具有计算简单、容易实现和较强的鲁棒性等特点.     

基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法的研究

针对三维建模过程中数据量大的缺点,提出一种简单的基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法。该方法采用每个分段的三次Bezier曲线的特征点和该段曲率半径的极小值作为采样密度的判断标准,曲线采样主要分为多层轮廓和单一轮廓两种情况,对于多层轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,轮廓之间的间距,曲线的长度。而对于单一轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,曲线的长度。通过以上因素,计算出采样点的数目。实验结果证明,提出的方法可行有效,可用于三维建模的数据点采样。     

拱序列的曲线描述与匹配

目的 曲线匹配是计算机视觉和图像处理中的一个重要问题;判定几何图形形状相似性,得到与人类认知一致的结果,是目前的曲线描述与分类算法不能很好解决的问题。针对曲线匹配和几何图形形状的相似性判定,提出一种有效快速的基于拱序列的曲线匹配与相似性判定算法。方法 提取曲线的角点,将曲线表示为一连串相互重叠的拱序列。对于拱序列中的每一个拱,使用拱描述子进行描述。利用拱描述子,使用动态规划方法,实现对拱序列的匹配和相似性判定。结果 为了验证本文算法,将基于拱序列的曲线描述与匹配方法应用于轮廓的拼接与几何图形的相似性比较。在轮廓拼接实验中,基于拱序列的曲线描述与匹配方法准确完成碎片轮廓的拼接和地图轮廓的拼接。在几何图形相似性的交叉度量实验中,基于拱序列的曲线描述与匹配方法可以准确反映出图形的相似程度,正确判断两幅图像是否属于同一类型。在判定不同相似程度的形状对的实验中,本文算法可以给出与人类判断相同的结果,相比较基于链码特征、多尺度不变量、形状上下文和GCT（geometry complex transform）变换算法,本文算法的距离值更好地反映出图像的相似程度。结论 理论和实验表明,该算法可有效地描述曲线、匹配曲线,及准确判断几何图形的相似性,给出与人类视觉判定一致的结果。该算法可用于基于轮廓的图像拼接和几何图形相似性的判定。     

基于多尺度的轮廓匹配方法

物体的形状轮廓是计算机视觉中一个重要的特征。该文提出了一种基于多尺度下局部特征的描述和动态规划的形状匹配和识别方法。考虑到轮廓在不同尺度下特征点的变化,给出了形状的多尺度描述方法。在轮廓分段匹配过程中,根据噪声和形变的程度不同对局部轮廓分别采用不同尺度滤波,避免了局部形变及噪声导致错误的匹配结果。该算法对于噪声、形变和适度的遮挡有较好鲁棒性,用于行人识别上取得了较好的效果。     

多尺度空间的自动形状模型的构造算法

提出一种基于多尺度的轮廓模型自动构造算法,可归纳出有形变的物体的轮廓结构．对于噪声及形变程度差异较大的轮廓,首先用多尺度的方法将轮廓分段匹配,根据每段曲线上的噪声和形变程度选择合适的滤波尺度;然后对由轮廓匹配得到的曲线段的对应关系进行归纳调整,得到它们的通用结构模型．该算法适用于对一类具有相同结构但局部存在不同程度噪声和形变的闭合轮廓建立模型,将其用在行人轮廓的建模上取得了较好的效果．     

非结构矢量场的特征区域可视化方法

基于特征比对的可视化方法涉及的问题主要包括,如何判断一个矢量场中是否存在另一个矢量场中的一些特定结构,如何评价两个矢量场结构间存在的相似性,如何从诸多矢量场中将这些特定的结构检测,定位并绘制出来.给出了一种基于曲线结构的矢量场特征区域可视化方法,该方法通过构造与曲线结构相关联的柱坐标系,保证了提取特征的平移、旋转和尺度不变性;采用曲线积分的Clifford Fourier变换,获取了曲线结构的频域特征并简化计算;利用多曲线结构匹配和多尺度逼近等方法,实现了区域结构的特征可视化.     

非规则三维碎片部分匹配算法研究

针对三维碎片拼合中的碎片匹配问题,在提取碎片轮廓线的基础上,提出了一种快速的碎片匹配算法。该算法首先对轮廓特征点按其邻域曲面片的形状进行分类;其次根据特征点类型标志、曲率及特征段Hausdorff距离对不同轮廓线上的特征段进行相似性度量;最后利用法矢对相似度较高的轮廓段进行可匹配性验证。该算法较适合于用散乱点云表示的三维碎片模型。     

一种新的二维开曲线匹配算法研究

在提取碎片轮廓的基础上,提出了一种基于相似变换下的新的尺寸不变为标示符的二维开曲线匹配方法。基本思想是首先以弧长的曲率绝对值的积分方法,通过对轮廓重采样来计算轮廓曲线上的特征点,特征点分曲线为若干段,然后特征段之间的Hausdorff距离来比较两曲线的段的相似性,当Hausdorff距离小于给定的容差时,可认为相应的轮廓是匹配的,实验证明算法更快有效。     

一种有效的秦俑碎块匹配算法

针对秦俑碎块的三维网格数据模型,提出了一种基于特征轮廓线的碎块断裂面匹配算法.首先,对数据模型进行纹理贴图、去噪、补洞、简化数据模型等预处理,然后提取碎块的主轮廓线和次轮廓线,进而提取出碎块的特征轮廓线,最后根据角点对特征轮廓线进行分段,并采用计算最长公共子序列的方法对分段曲线进行匹配,完成特征轮廓线的匹配,从而实现碎块断裂面的匹配.实验结果表明,该算法是一种有效的、精确的秦俑碎块匹配方法.     

A 3D face matching framework for facial curves

Among the many 3D face matching techniques that have been developed, are variants of 3D facial curve matching, which reduce the amount of face data to one or a few 3D curves. The face’s central profile, for instance, proved to work well. However, the selection of the optimal set of 3D curves and the best way to match them has not been researched systematically. We propose a 3D face matching framework that allows profile and contour based face matching. Using this framework we evaluate profile and contour types including those described in the literature, and select subsets of facial curves for effective and efficient face matching. With a set of eight geodesic contours we achieve a mean average precision (MAP) of 0.70 and 92.5% recognition rate (RR) on the 3D face retrieval track of the Shape Retrieval Contest (SHREC’08), and a MAP of 0.96 and 97.6% RR on the University of Notre Dame (UND) test set. Face matching with these curves is time-efficient and performs better than other sets of facial curves and depth map comparison.     

基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法

为了提高对雕塑点稀疏图像的点云三维重建的分析能力,提出一种基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法,基于稀疏散乱点三维重建和锐化模板特征匹配方法进行图像三维重建。采用三维角点检测和边缘轮廓特征提取方法,进行雕塑点稀疏图像三维点云特征检测,对检测的雕塑点稀疏图像点云数据进行信息融合处理,采用梯度运算方法进行特征分解,实现对雕塑点稀疏图像的信息增强和融合滤波。结合局部均值降噪方法进行图像的提纯处理,提高雕塑点稀疏图像轮廓重建能力,采用锐化模板特征匹配和块分割技术,实现雕塑点自动云三维重构。仿真结果表明,采用该方法进行雕塑点自动云三维重构的准确性较高,图像匹配能力较好,且重构输出信噪比较高。     

破碎刚体三角网格曲面模型的特征轮廓线提取方法

区分了三角网格曲面模型上的三组概念：外表面与断裂面、内外边及内外轮廓线．运用内外边的性质快速提取了外轮廓线,采用法矢夹角计算和统计方法获取了模型上断裂面与原表面夹角的经验阈值及断裂面面积的上限,继而确定候选特征点集,最后利用扫描线算法获取包络于候选特征点集的内轮廓线．基于以上步骤提出三角网格曲面模型的特征轮廓线提取方法,该方法正确提取了破碎刚体模型的特征轮廓线,使空间曲线匹配得以进行．     

基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模研究

对矿产地形进行三维可视化建模,指导地质勘探,提出基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模方法,采用倾斜摄影测量进行矿产地形的三维图形重建,提取矿产地形的三维边缘轮廓特征量,采用稀疏性的模板特征匹配方法进行矿产地形三维可视化的块匹配,构建矿产地形的边界分布轮廓线,采用不规则三角网重建方法进行矿产地形三维可视化图像的视觉重构,结合倾斜摄影测量方法实现对矿产地形的三维离散点数据重构,提高对矿产地形三维可视化建模的精度。仿真结果表明,采用该方法进行矿产地形三维可视化建模的精度较高,视觉重构效果较好。     

一类完备正交函数系下的轮廓曲线匹配算法

轮廓曲线包含了图像中大量的关键信息,主要用于探讨基于轮廓曲线的图像匹配问题.在假定图像间具有相似关系的前提下,借助于一种完备正交函数系V系统,提出一种新的曲线匹配算法.首先由V描述子评估曲线间的相似度,以此确定匹配曲线段,然后求得曲线间的变换参数,最后进行了图像拼接测试.该算法着眼于轮廓线的整体特征且不需要提取曲线的局部特征,避免了特征选取这一难点.大量的模拟及真实图像实验结果表明,从图像中提取的2条曲线间即使不严格满足相似变换关系,依然可取得比较满意的结果,从而验证了文中算法的可行性.     

非均匀有理B样条曲线优化匹配组合

目的 为了解决从曲线库(轮廓线集合)中筛选出与期望曲线相匹配的相似曲线段问题,研究基于Kabsch算法的NURBS(非均匀有理B样条)曲线优化匹配组合方法。方法 首先提出一种基于Kabsch算法的曲线相似性判断方法,针对两条NURBS曲线上相同个数点阵,经最优旋转和平移变换得到其最小均方根偏差,进而依据基于最小均方根偏差和相似度指标判断曲线相似性;在此基础上,提出一种类似二分查找法的曲线优化匹配组合方法,对于给定相似度和最小搜索步长,通过曲线分割和相似性判断得到期望曲线分割段数最少的相似组合曲线。结果 给定一条期望的3D曲线,在相似度为0.025和最小搜索步长为0.05情况下,采用所提方法从包含4条3D曲线的曲线库中依次筛选出10段基元构建相似组合曲线。结论 提出了一种新的NURBS曲线优化匹配组合方法,实验结果表明,对不同期望曲线能高效稳定构建相对应的相似组合曲线,适用于类似碎片拼接重构问题。