未知光源位置环境中物体形状恢复的神经网络方法研究

用神经网络方法解决未知光源位置环境中物体三维形状恢复的问题.对漫反射表 面,用神经网络方法由已知表面形状物体及其对应图像的灰度值进行学习,所得权值可视为 环境光源参数.由此可恢复同样光源环境中其它物体的三维形状.实验证明,神经网络方法可 以解决未知光源位置环境(包括多个光源)中漫反射表面物体的三维形状恢复问题.     

物体三维形状恢复的遗传算法方法

提出了一种新的物体三维形状恢复的遗传算法方法。用固定位置的摄像机在不同位置的球扩展光源下获取图象序列,并用遗传算法对物体表面每一点的法线矢量进行快速搜索。实验结果表明,此方法能有效地恢复扩展光源下物体的三维形状。不仅放宽了对光源和物体表面的限制,而且精度及鲁棒性均有很大提高。     

一种简易的线结构光投影三维形状获取方法

利用普通的LCD投影仪和数码相机获得物体的三维形状.投影仪作为光源,投射线结构光在物体表面,从数码相机拍摄的照片序列中,恢复物体的形状.提出了根据已经标定好的相机参数,继续对投影仪进行标定的方法;同时,针对物体表面颜色/纹理较为复杂的情况,提出了一次投射三色线结构光的改进方法,克服了不易恢复此类物体形状的困难.实验结果表明,该方法可以获得物体的稠密点云用于进一步的重建,适于组建一个廉价但却保持相对精度的扫描系统.     

基于形态学的SFS法物体表面三维恢复*

目前采用的从明暗恢复形状（shape from shading,SFS）法存在对物体表面光滑度要求高,对噪声敏感等问题,为此,提出了一种基于数学形态学的SFS法,通过数学形态学提取图像灰度函数的峰、谷、脊、沟,鞍等形状特征,并采用球状点假设法确定物体的表面方向,恢复物体三维表面。实验表明,该方法具有更好的精度和抗噪性能。     

点光源照明参数估计的算法研究

针对使用朗伯反射模型描述漫反射表面的形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种偏角的计算和特定方向的选择相关的点光源参数估计的从明暗恢复形状的算法.首先假定摄像机采用正交投影,方向与光源方向一致,建立适合漫反射表面的图像辐照度方程,然后将方程转化为包含物体深度信息的偏微分方程,使用点光源估计方法应用于SFS技术的线性化方法,进而得到物体表面的三维形状.合成人脸的PGM格式的图像实验结果表明,采用改进的算法成像准确,且深度信息值域比较宽,效果满足要求.     

一种基于多面体模型的从明暗恢复物体形状方法

针对目前“从明暗恢复物体形状方法”存在的问题,提出了以多面体模型为基础的快速算法,根据向量场的分布建立关于物体表面深度信息的超定线性方程组,在最小二乘意义下求得物体表面的深度值。该算法能从已知光照条件下的单幅或多幅图像中恢复物体表面的三维结构,形成以像素为精度的物体表面多面体模型。实际计算表明该算法计算速度快,能适应单一反射系数的任意物体表面的形状恢复。     

基于形变模型由立体序列图象恢复物体的3D形状

结合立体视觉和形变模型提出了一种新的物体3D形状的恢复方法。采用立体视觉方法导出物体表面的3D坐标;利用光流模型估计物体的3D运动,根据此运动移动形变模型,使其对准物体的表面块;由形变模型将由各幅图象得到的离散的3D点融为一起,得到物体的表面形状。实验结果表明该方法能用于形状复杂的物体恢复。     

基于SFS原理的SMT焊点表面三维重构技术研究

基于明暗重构形状原理重构表面组装焊点的表面三维形状过程是:先通过图像采集设备,采集到SMT焊点图像,使用相关的图像处理技术,对SMT焊点图像进行处理;根据一个确定的反射模型建立物体表面形状与图像亮度之间的约束关系和物体表面形状的先验知识建立物体表面形状参数的约束关系,然后对这些约束关系联立求解,可得到物体表面的三维形状.同时针对不可接受SMT焊点图像重构出的三维图像不够理想的缺点进行了改进.在阐述其基本思想和原理的基础上,结合实例介绍了该技术的实现方法与步骤,对其中焊点图像的获取与处理、焊点三维重构技术算法等主要内容与关键技术进行了研究和探讨,并对结果进行了分析验证.     

基于Phong模型的明暗恢复形状的新算法

针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下从单幅图像混合表面明暗信息恢复形状的新算法。采用Phong反射模型来描述物体表面反射特性,假设光源处于相机的光心处,建立透视投影下的图像辐照度方程。然后由辐照度方程构造包含物体深度信息的Hamilton Jacobi偏微分方程,引入局部高阶LLF通量分裂格式和五阶WENO格式逼近微分方程的粘性解,最终得到物体表面三维形状。实验结果表明,与传统算法相比,新算法的恢复高度的最大误差和平均误差均显著降低。     

基于SFS方法的三维表面重建算法研究

SFS(由明暗恢复形状)方法研究是计算机三维视觉研究领域中的一个重要分支.以朗伯体光照漫反射模型为基础,对物体表面图像明暗恢复其表面高度和梯度的抽象模型进行分析,研究基于朗伯体定律求解受光点梯度的算法及SFS方法的实现原理.     

一种投影网格模板检测方法

利用网格结构光进行物体表面重建是目前一种常用的曲面物体重建方法,其中投影网格模板的检测是实现此类方法的关键。本文针对基于单相机有源形状恢夏系统,提出了一种投影网格模板检测算法。该方法能自动地从结构光图象中提取网格线、网格交叉点,并按行列对交叉点进行编号。实验结果表明该方法具有计算速度快、提取准确等特点。     

一种多特征动态集成的3D模型检索方法

基于内容的3D模型检索是多媒体信息检索的热点研究问题之一,其主要的问题是提取3D模型的形状特征,但是采用单一特征很难保证检索系统对于任意输入查询模型都有很好的检索准确率。为了提高准确率,引入多种形状特征,通过加权求和在输出层融合,得到总体上模型间的相似度。每种特征采用动态权值,针对输入查询模型的不同,根据用户反馈对知识库中的权值自动更新。采用了形状分布特征和球面调和特征进行系统的建模,实验表明,文中方法比采用单特征检索的准确率大大提高。     

基于二维手绘草图的三维形状检索

随着互联网上三维模型数量的迅猛增多,需要发展便捷、可靠的基于内容的三维形状(模型)检索引擎。手绘草图具有以视觉形象表达概念的能力,符合人类传递信息的习惯,因而成为三维形状检索的重要交互手段。然而,直接表达人类意识的二维手绘草图与标准的三维形状表达之间常常存在较大的语义鸿沟,这给基于手绘草图的三维形状检索带来很多技术难题。文章对基于手绘草图的三维形状检索相关背景以及技术进展进行了介绍,重点介绍了用上下文信息填补语义鸿沟的最新方法。     

基于内容的三维模型检索综述

对当前基于内容的三维模型检索技术的国际研究现状及进展进行了广泛而深入的综述．探讨和分析了基于内容的三维模型检索技术的系统框架及其关键方法，重点介绍其中的模型坐标标准化、特征提取与索引、相似性匹配、查询方式与用户界面等方面的基本内容，并进行了适当分类．分析总结了现有的基于内容的三维模型检索系统及搜索引擎的典型实例．最后，对现有研究中存在的难点问题及其未来的发展方向进行了展望．     

Super-vector coding features extracted from both depth buffer and view-normal-angle images for part-based 3D shape retrieval

We have witnessed 3D shape models abundant in many application fields including 3D CAD/CAM, augmented/mixed reality (AR/MR), and entertainment. Creating 3D shape models from scratch is still very expensive. Efficient and accurate methods for shape retrieval is essential for 3D shape models to be reused. To retrieve similar 3D shape models, one must provide an arbitrary 3D shape as a query. Most of the research on 3D shape retrieval has been conducted with a “whole” shape as a query (aka whole-to-whole shape retrieval), while a “part” shape (aka part-to-whole shape retrieval) is more practically requested as a query especially by mechanical engineering with 3D CAD/CAM applications. A “part” shape is naturally constructed by a 3D range scanner as an input device. In this paper, we focus on the efficient method for part-to-whole shape retrieval where the “part” shape is assumed to be given by a 3D range scanner. Specifically, we propose a Super-Vector coding feature with SURF local features extracted from the View-Normal-Angle image, or the image synthesized by taking account of the angle between the view vector and the surface normal vector, together with the depth-buffered image, for part-to-whole shape retrieval. In addition, we propose a weighted whole-to-whole re-ranking method taking advantage of global information based on the result of part-to-whole shape retrieval. Through experiments we demonstrate that our proposed method outperforms the previous methods with or without re-ranking.     

一个相关反馈三维模型深度图像检索算法

基于图像的三维模型检索比形状特征和拓扑结构特征具有更易于实现且检索效果好等优点,但现有基于图像的三维模型检索方法存在一些问题,如没有考虑三维深度信息、所提特征不能全部表达三维模型信息且不能实现用户交互操作等。对此提出一种基于深度图像的三维模型相关反馈检索算法:首先提取三维模型深度图像边界方向直方图和Zernike矩特征;然后利用特征距离度量进行三维模型检索,并采用相关反馈技术实现分类器的构造和模型的标注;最后利用调整好的权值分类器进行检索和标注。实验表明,该算法实现了三维模型的相关反馈检索和标注,提高了检索的精确性,并增强了系统的实用性,为进一步进行语义检索打下基础。     

A Survey on Partial Retrieval of 3D Shapes

Content-based shape retrieval techniques can facilitate 3D model resource reuse, 3D model modeling, object recognition, and 3D content classification.Recently more and more researchers have attempted to solve the problems of partial retrieval in the domain of computer graphics, vision, CAD, and multimedia.Unfortunately, in the literature, there is little comprehensive discussion on the state-of-the-art methods of partial shape retrieval.In this article we focus on reviewing the partial shape retrieval methods over the last decade, and help novices to grasp latest developments in this field.We first give the definition of partial retrieval and discuss its desirable capabilities.Secondly, we classify the existing methods on partial shape retrieval into three classes by several criteria, describe the main ideas and techniques for each class, and detailedly compare their advantages and limits.We also present several relevant 3D datasets and corresponding evaluation metrics, which are necessary for evaluating partial retrieval performance.Finally, we discuss possible research directions to address partial shape retrieval.     

一种基于部件空间分布的三维模型检索方法

三维形状分析是三维模型检索的关键问题.提出一种基于三维模型部件空间分布的形状特征描述方法.此方法的主要思想是依据认知心理学的理论,在描述对象形状时强调它的结构属性.首先将三维模型分割为若干个组成部件,每个部件用一个曲面片表示,然后采用曲面片的质心位置、面积占总面积的百分比的组合作为部件特征,最后将满足指定条件的部件特征的集合作为三维模型的形状特征.基于这一特征表示,给出了一种三维模型检索方法.该方法具有受模型精度和连通性影响较小、相似性度量的计算速度较快的优点.实验结果验证了该检索方法的有效性.