基于互联网图像集的室外场景建模技术综述

目前在互联网上有海量的室外场景照片,它们不仅内容覆盖面广,对同一场景有大量不同视点和光照条件下的采样,而且获取成本很低.如何利用这些照片中包含的丰富场景信息,快速、方便地构造各种逼真的虚拟场景,是互联网迅猛发展给虚拟现实、计算机图形学和计算机视觉带来的新的研究课题之一.文中分析、总结了近年来国内外互联网图像的真实场景几何建模、自然光照建模和材质反射属性建模的最新研究进展,并对其未来的发展趋势提出了一些看法.     

曲线曲面小波变换的边界连续性保持

现有的小波分解边界连续性保持方法由于将去除的节点全部插回,摒弃了数据压缩特性.为此在曲线小波分解边界处理方面提出2种基于数据压缩的连续性保持方法:一是插入与Cr连续相关的节点,然后调整相应的控制顶点与高分辨曲线的控制顶点保持一致;二是不插入节点,直接调整与Cr连续相关的控制顶点.在曲面方面,提出了曲面分裂法和T曲面法:通过插入重节点把曲面分裂成边界部分和中心部分并对边界部分插入节点,再调整相应的控制顶点与高分辨曲面的重合;构造了T网格,使其边界部分与高分辨曲面一致,中心部分与低分辨曲面一致.最后把T曲面方法推广到周期曲面小波变换边界处理上.实验结果表明,文中方法既保证了小波分解后模型的边界连续,又保留了数据压缩特性.     

基于自由运动一维标定物的多摄像机参数标定方法与实验

一维标定方法易于实现且标定效率高,为了克服现有一维标定方法的一些不足,本文提出一种用一维标定物标定多摄像机内外参数的方法,首先进行两两标定,在此过程中,假定主点坐标近似已知而仅考虑畸变、焦距、旋转和平移等参数,接着利用基本矩阵及一维标定物上特征点之间的几何约束,估计两摄像机的内外参数,两两标定完成后,采用Dijkstra最短路径法和捆绑调整对多摄像机系统进行全局标定(含主点坐标),仿真和真实实验表明本文的方法是切实有效的.     

基于运动估算的多分辨率地形分块调度方法

针对常用的基于视点位置进行地形分块调度方法存在可视窗口固定、调度范围和时机不能根据视点运动特点进行调整而导致内存利用率低的问题,提出一种基于运动估算的地形分块调度方法.以数据密度为标准进行多分辨率地形划分,结合四叉树和二维矩阵对地形分块建立空间索引,重点研究以视点位置、视线方向、视点运动向量和地形分块数据量为参数的调度方法;通过计算预加载区域和卸载区域的地形分块,实时更新其调度范围和调度时机.实验结果表明,与基于视点位置的方法相比,该方法平均能提高3～4倍左右的内存有效数据比例和绘制帧速.     

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.     

理工科本科生动手实践能力培养方法浅析

动手实践能力是大学生特别是理工科学生在大学期间教育的内容。这项能力一方面与学生的就业密切相关,另一方面对于学生进一步深造过程中的实验、操作等有重要的影响。本文对于理工科本科生动手实践能力培养的方法和体系进行了探讨,从注重日常积累、组织综合实践、结合科研课题和培养全面素质四个方面阐述了观点。     

一种基于图像的非均匀单散射参与介质建模方法

针对非均匀单散射参与介质建模问题,提出一种能够保持密度场空间变化细节的建模方法.使用体数据、吸收和散射系数之比分别描述参与介质空间变化的密度分布及光线在其内部的传输特性,通过构建采集图像像素值与它们之间的表达式,将建模问题转化为非线性数值优化问题,求最优解.为了解决高分辨率体数据下大量体素密度值同时求解带来的时间开销大及数值不稳定问题,提出一种符合采集图像像素值明暗分布规律的密度场体数据初始化算法和一种多分辨率体数据逐步求精优化算法;为了快速计算大量体素密度值梯度,提出一种基于GPU的多体素并行梯度计算算法.实验结果表明,提出的方法能够根据采集图像重构烟模型,并保持其细节信息.     

一种基于数据聚类的鲁棒SIFT特征匹配方法

针对噪声敏感造成的SIFT特征匹配鲁棒性低问题,提出一种基于数据聚类的两阶段特征匹配方法.在满足特征匹配几何距离最邻近本质要求下扩展了k d数据结构,使其不但能够完成算术平均化匹配特征离线聚类,而且能够实现第1阶段聚类特征在线匹配.在此基础上,给出一种概率最优投票策略选择关键图像进行第2阶段匹配,最后合并两阶段属于关键图像的所有匹配特征对.实验结果表明,对于大量存在重叠关系的图像集合,该方法能够有效减少重复特征数量,降低噪声信息对特征匹配的干扰,极大地提高特征匹配的鲁棒性.     

SR-SIHKS：一种非刚体全局形状特征

非刚体由于姿态变化会产出多样的形变,因此非刚体的形状检索比刚体更具挑战性。形状特征提取是非刚体三维模型形状检索的关键问题。为了提高非刚体形状检索的准确度,提出了一种非刚体全局形状特征提取方法。此方法的核心思想是将稀疏表示（Sparse Representation,SR）理论用于对尺度无关的热核特征（Scale Invariant Heat Kernel Signature,SIHKS）进行稀疏编码,因此被称为SR-SIHKS。改进了SIHKS局部特征的提取方法,根据所处理的模型库来自适应地确定热扩散时间参数;采用K-SVD算法来训练字典,借助Batch-OMP算法实现局部特征的稀疏编码;将非刚体三维模型的所有局部特征的稀疏编码汇聚为全局形状特征。实验结果表明,SR-SIHKS具有比SIHKS和HKS更优的检索效果。