基于洛仑兹信息度量的三维曲面相似性判别

针对立体赤足迹身份鉴别的需要，提出了一种基于洛伦兹信息度量的三维曲面相似性判别方法。以高斯曲率和法向量为随机变量，将洛伦兹曲线扩展为三维，得到洛伦兹曲面。以两洛伦兹曲面所夹体积来反映两三维曲面高斯曲率和法向量分布的差异，依此构成了三维曲面的相似性判别方法。对立体赤足迹表面的相似性判别实验表明，该判别方法有效。     

基于空间-法向量特征的三维模型检索

针对全局法向直方图缺少空间分布信息问题,提出了一种集成空间法向信息的直方图构造方法.在对三维模型进行姿态调整和线性细分预处理操作以后,把模型按照空间分布分割成若干个子块.对每个子块,构造局部法向量直方图来分析其表面特性.为了能够描述直方图不同分量的重要性程度,对每个分量定义特征权值,其大小由该分量对应的三维模型表面积大小所决定.最后,根据局部法向量直方图和特征权值,采用一种改进的直方图相交函数计算不同模型的相似度.对一个标准三维模型测试数据库的检索实验表明,由于考虑了模型的空间分布特征,本文方法可以得到更好的检索准确率.     

一种计算空间封闭曲面正侧法向量的方法

在三维物体表面光照处理,三维曲面上曲线所围区域的计算以及三维物体体积计算等应用中,需要计算曲面正侧法向量,针对三角形网格表示的空间封闭曲面,本文设计了一种计算曲面正侧法的向量的简明算法。     

基于区域分割的三维自由曲面相似性评价算法

为了在工程应用中检索已有的三维CAD模型,以便重用相应零件的设计信息,节省设计和加工成本,提出一种基于曲面分割技术的CAD自由曲面相似性评价算法.依据曲面的曲率将自由曲面分割成具有相对固定曲率特征的不同区域;对每个分割得到的区域用一个7维向量表达其形状的几何特征和拓扑特征,一个自由曲面形状特征即可通过各分割区域所对应的7维向量组成的向量组表达;将该向量组作为自由曲面的形状描述子,2个自由曲面的相似性可通过相对应的形状描述子间的相似性表达.在评价2个曲面形状描述子的相似性时,将描述子中的每个向量看成是一个带有属性的节点,2个形状描述子所对应的2组属性节点可看成是一个二分图,2组属性节点间相应节点距离看成是二分图的权值,并利用赋权二分图最优匹配的算法求出2组属性节点的相似性,实现2个自由曲面之间的相似性评价.实验结果表明,该算法是有效、可行的.     

计算空间曲面顶点法向量的方法

在处理三维物体表面光照时,通常都需要计算空间曲面各顶点的法向量。本文针对三角形网格表示的空间曲面,设计了一种计算空间曲面顶点法向量的算法。并且根据上述空间曲面顶点法向量的算法,利用高程场的特性,推导出一种计算高程场顶点法向量的快速算法。     

基于特征点和最小面积的曲线描述和匹配

为了对关键特征点相同而子曲线曲率不同的曲线进行识别,提出一种新的平面曲线的描述和匹配方法。基于关键特征点进行粗匹配,根据精度要求设定最小面积阈值在子曲线上重新采样点,定义了一种新的采样点的识别向量,并根据子曲线上采样点的识别向量构造了新的识别向量矩阵,最后根据识别向量矩阵的差异度度量子曲线的相似性。通过对所有子曲线的识别实现对整条曲线的识别。该识别方法逐层筛选、由粗到精,避免了冗余操作。实验表明该方法高效、可行。     

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.     

物体多视角三维图象对齐复位的一种新方法

为了高质量准确地对物体多视角三维图象进行快速对齐复位，提出了一种将多个视角三维自然曲面数据精确对齐复位于同一坐标系中的新型迭代方法，该方法根据三维自然曲面的共同特性，并采用不同视角中对应曲面部分的若干单元面法向量误差最小及其对应顶点距离最小的迭代准则来进行对齐复位，同时还详细地叙述了迭代算法的过程，并讨论了提高算法速度与降低累积误差的方法，实例表明，该算法在无需约束三维数据采集过程和不额外增加三维数据采集设备及操作的情况下，不仅速度快，而且由复位后的各视角三维曲面形成的整体表面效果自然逼真。     

鼻子区域检测与三维人脸姿态自动化校正

在许多三维人脸应用中,人脸姿态校正是数据预处理过程中的重要一步.针对三维入脸顶点法向量的分布特性,提出一种基于鼻子区域检测的三维人脸姿态自动化校正方法.首先,对三维人脸顶点法向量进行无监督聚类,将具有相似属性的三维人脸顶点聚集到一类;然后提出一种基于无向图的三维人脸分割算法,将三维人脸分割成为若干区域,每个区域使用平均自旋图描述;再使用支持向量机分类器挑选鼻子区域,并根据模板三维人脸的姿态,对输入人脸进行三维仿射变换;最后通过迭代最近点算法获得精确的姿态校正结果.实验结果表明,该方法优干已有方法.     

Normal vector and winding number in 2D digital images with their application for hole detection

Differentiating hole from component is an important issue in digital topology. In a recent paper, Lee, Poston, and Rosenfeld proposed a method to distinguish external and internal boundaries in 2D and 3D images relying on the property of normal vector and winding number. The method uses a smoothing function to replace digital lattice for calculating normal vector on image boundary. In this paper, we show that normal vector and winding number can be defined directly in 2D digital images and used for hole detection without resorting to any smoothing operation. We analyze first the discontinuity of Freeman codes of contour and prove its properties. We define then outward normal vector in 2D images and demonstrate also its discontinuity properties. The difficulty of counting the transition of normal vector in a given direction is analyzed and a solution is proposed. Based on the theoretic properties of edge code and normal vector, we propound the first algorithm to count the transitions of normal vector in a given direction, and consequently holes and external contours can be distinguished easily. We further define winding number directly in digital images, show its properties, and propose a second algorithm implementing the idea of winding number which is conceptually simpler and easier than the first one. A proof of correctness of our both algorithms is given and computation results are presented.     

基于摄影原理的三维纹理重建技术研究

讨论的是基于摄影原理的三维物体表面纹理的重建技术.该技术从国内外研究现状和主要不足出发,对三维物体表面纹理的采集和映射方法进行研究和改进,提出了较为合理的算法.纹理采集过程中分析了回转工作台的结构、纹理采集的原则并建立相关的坐标系;根据拍照和投影变换的原理建立三个坐标系对应点间的关系、推导出坐标变换关系式和转换矩阵;对模型表面微小面片法向量进行均匀化处理;通过计算面片的法向量与纹理采集方向向量的位置关系确定其最佳纹理,最后通过多角度映射达到三维物体表面纹理重建的目的.     

Normal vector compression of 3D mesh model based on clustering and relative indexing

As the transmission of 3D shape models through Internet becomes more important, the compression issue of shape models gets more critical. While the compressions of topology and geometry have been explored significantly, the same issue for normal vectors has not yet been studied as much as it deserves.

Presented in this paper is an approach to compress the normal vectors of a 3D mesh model using the concept of clustering and relative indexing. The model is assumed to be manifold triangular mesh model with normal vectors associated with vertices. The proposed scheme clusters the normal vectors of given model and the representative normal vector of each cluster is referred to via a mixed use of relative as well as absolute indexing concepts. It turns out that the proposed approach achieves a significant compression ratio (less than 10% of the original VRML model files) without a serious sacrifice of the visual quality.     

基于直线斜率的凸多边形线裁剪算法

凸多边形的线裁剪算法在计算机图形学中占据着很重要的地位,现在的许多领域均有很重要的应用。本文提出了一种非常有效的基于直线斜率的凸多边形线裁剪算法,并与Cyrus—Berk算法进行了比较。结果表明：本算法更加简单、高效。     

一种沿法线方向的三维深度测量方法

在颅骨面貌复原中为了真实反映面部软组织的厚度信息，需要沿法线方向进行三维深度测量。采用对坐标轴进行旋转的方法，将沿法线方向的三维深度测量中复杂的三维计算简化为二维计算，降胝了实现该测量的复杂度，使问题变得简单直观。此方法也适用于其它研究领域中沿法线方向的深度测量。     

基于多边形顶点法矢量的网格模型简化算法

在计算机图形学中，经常采用网格模型进行几何物体的描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈，因此，必须对网格模型进行简化。目前的简化算法，主要是以网格模型几何误差的最小化为准则，而忽略了模型的视觉特征，为此提出了一种基于法矢量的模型简化算法，其简化准则是视觉特征的最优化。首先获取多边形顶点的平均法矢量，然后依据该法矢量确定简化门限。实验结果表明，当地景模型简化至95.4%时，仍然保持了令人满意的图象质量。该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下，实现模型较大幅度的简化。     

曲线曲面的形态算法统一模型

从积分几何中的概念出发,证明了凸集形态和运算的一个重要性质Ｆ（Ｓ,ｕ）＝Ｆ（Ａ,ｕ）＋Ｆ（Ｂ,ｕ）并推广到非凸集的情况,从而将两物体的形态和,归结为法矢相同点集的形态和,同时提出了法矢球的概念,进而将两物体的形态运算转化为两法矢球的合并,通过引入负物体的概念,依靠三者的结合,从理论上推导出图形形态算子的统一模型,从而在算法理论上统一了二维、三维实体的形态和、差运算,并保证了该模型理论的正确性。     

虚拟环境中多细节层次模型生成新算法

网格简化在科学计算可视化和虚拟现实等领域具有重要意义,它有利于降低几何模型的复杂度,提高模型实时绘制的速度。本文提出一个基于法向矢量的模型简化算法,算法通过比较顶点法矢与关联三角形法矢的夹角,有序地删除顶点,重组简化模型的拓扑结构。实验结果表明,算法在不影响模型视觉特征的前提下,实现了模型较大幅度的简化。     

样本数目不对称时的SVM模型

1 引言支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是统计学习理论发展的结果,自诞生以来,在非线性特征提取、模式识别、函数拟合等方面表现出优良的性能,因而受到广泛的重视,目前已成为人工智能领域的研究热点。然而,由于SVM从诞生到现在不足十年,许多研究工作     

An automatic measurement system for the wall thickness of corrugated plate based on laser triangulation method

Wall thickness is an important parameter used in the characterization of the surface quality of chevron corrugated plates. However, current measurement techniques such as contact mechanical or destructive modes are timing-consuming and are limited by the complex morphology of the measured object. In this study, an optical measurement system is established for experimental evaluation of the wall thickness. Its optical design and working characteristic are described based on the triangulation principle. By performing normal vector estimation, and combining with the search results about the best possible reconstructed mesh surface, the wall thickness at each measurement point can be evaluated. A series of comparison experiments with the maximum deviation 0.043 mm show that our proposed method can provide effective and automatic technical support for dimensional detection of complex components.