基于阴影恢复形状的起皱织物表面形态重建研究

阴影恢复形状算法是计算机视觉中的一个重要研究课题 ,该算法应用于织物三维表面重建 ,为客观评价织物起皱等级奠定了基础 .提出了一种新的阴影恢复重建算法 ,并阐述了该算法的实现步骤和计算方法 .先利用合成图象对算法进行迭代计算并验证 ,获得了较为准确的重建图象 ,然后再结合真实模板进行重建 ,重建准确度较高 .同时说明了该算法可应用于真实织物的表面重建之中 ,并可从获得的织物三维轮廓数据中提取特征值 ,实验表明 ,这些特征值均可从不同侧面表征织物的褶皱程度 ,特征值与织物的褶皱程度基本呈线性相关     

基于曲面法向量的曲面恢复

从另一个角度研究三维曲面的恢复,即根据曲面法向量,考虑多块曲面的重构.算法输入的数据是估计的曲面法向量,比如输入的数据是根据从阴影恢复形状或从纹理恢复形状等计算机视觉低层次处理中得到.通过球面坐标变换把曲面法向量分解成两个函数;然后再对这两个函数进行滤波处理,通过对这两个分割的叠加将空间曲面分割成几个子曲面;最后利用Green函数分别恢复各个子曲面.虽然只利用了一般的图像处理技术,却能得到比传统的基于曲面法向量的方法更好的结果,特别是边界部分的恢复.这是因为传统的方法只是考虑恢复一个曲面模型,因此在不同曲面的边界上会产生模糊.最后利用模拟数据和由阴影恢复形状算法获取真实数据来评价提出的算法,并都与传统的方法进行了比较.     

基于多分辨率模型的三角曲面特征线辨识技术

由于特征线在反求工程 CAD建模中具有非常重要的作用 ,因此利用图形图象处理中的多分辨率模型概念 ,通过研究三角曲面模型的特征线 ,提出了一种三角曲面特征线的计算方法 .将计算得到的初始特征线通过编辑、修改等手段进行处理 ,得到清晰的特征线 ,并将其作为进一步划分重构 B样条曲面边界的依据和参考 ,从而为实现基于三角曲面模型的 B样条曲面重构奠定了基础 .实验结果证明 ,该算法能够在三角曲面上提取出令人满意的特征线 ,并据此重构出拓扑划分合理的 B样条曲面 .     

基于边界检测的三维散乱点快速曲面重建算法

针对Power Crust算法提出一种带边界检测的不均匀降采样算法。曲面重建前先通过该算法减少参与运算的采样点，表面特征丰富的区域削减的采样点数远小于特征不丰富的区域，再进行曲面重建。通过实例表明该算法大大加快了散乱点数据的重建速度，而且很好地保持了模型表面的特征，能够较为真实地重建出曲面模型。     

基于Delaunay规则的无组织采样点集表面重建方法

表面重建在3维地理信息系统、计算机辅助设计与图形学、计算机造型、逆向工程、虚拟仿真等应用领域有着广阔的应用前景。在前人研究的基础上,提出了一种基于Delaunay规则的3维表面重建方法,通过将局部采样顶点投影到局部切平面上,利用Delaunay规则对投影点进行约束三角剖分,并将剖分得到的顶点连接关系映射到3维空间中,即可得到采样点之间的相互连接关系,实现采样曲面S的表面重建。实验结果表明,算法在表面重建过程中可以有效检测不充分采样区域以及表面边界部分,适用于开、闭两种类型曲面的表面重建。此外,算法还具有实现简单、运行高效等优点。     

基于多尺度曲面拟合的细胞图像表面分割算法

针对不规则多形变形状变化特征的红血球细胞分类识别问题,提出一种基于阴影形状恢复技术与多尺度曲面拟合相结合的复杂表面分割方案.利用Shape from Shading进行重建得到的细胞表面三维高度场可用于计算高斯曲率与平均曲率并得到表面类型图像标识的初始分割,然后通过多尺度二元多项式函数分别对不同类型表面进行曲面拟合,得到的分割结果可将不同形状部分区分开来,并以此作为进一步对细胞进行分类的依据.实验结果表明,该方法易于实现,且分割效果较好.     

实时全局重光照算法

提出了一个实时全局重光照算法．算法利用重建的几何模型和沿不同光照方向的预采样图像恢复材料的反射属性，通过这些属性得到了面片在不同采样图像上的间接光照和环境光照．并用低价基函数将它们拟合．重光照绘制时，将恢复的材料属性应用于光照明模型计算出直接光照分量问接光照和环境光照分量由低阶基函数获得．物体表面细节则通过求解表面法向和材料属性的扰动量重建.实验结果表明，算法有效地重建了全局光照明效果和表面细节，生成的阴影边缘清晰，且绘制速度迭到实时．     

可展曲面的自动识别与重建

为了重建具有复杂形状的可展曲面模型,得到反映可展曲面几何本质的表示,提出一种可展曲面的自动识别与重建方法.首先计算输入网格模型的平面逼近表示,自动识别出模型的可展区域,并且得到每一个区域的近似可展B样条曲面表示;然后通过迭代曲面扩展和曲面拟合2个步骤,得到一组覆盖模型全部区域的B样条可展曲面片;最后对曲面片裁剪和求交,得到重建的无缝隙的可展曲面网格表示.实例结果表明,该方法能够正确重建原始模型上的折痕或特征线,而且能在一定程度上恢复缺损数据的曲面特征.     

基于BP改进算法的自由曲面重建

针对BP基本算法应用于曲面重建的缺点,提出自调整S型函数方法,并利用共轭梯度法同时调整权值系数和S型函数的形状参数,使得收敛曲线能够迅速摆脱平缓的区域,加速了收敛进程。将这一改进的算法应用于BP网重建自由曲面中,仿真结果表明,同BP基本算法相比,在收敛速度和重建精度上均有较大程度的提高。     

基于双目立体视觉技术的曲面重构

以电风扇扇叶立体图像对为基础,辅以双目立体视觉的数据测量方法和曲面重构技术,重建扇叶曲面模型。根据图像对与双目CCD之间的相互关系建立一个成像模型,得到扇叶表面特征点的三维坐标,利用Pro／E建立扇叶的曲面模型。实验证明,这一方法具有精度高和速度快等特点,能有效地实现速度和逼真度的兼顾,特别是对于大曲率的三雏建模更能显示其优越性。