对基于facet模型的表面检测的加速技术研究

针对基于facet模型的亚体素表面检测算法计算量大的问题,提出将3维facet模型的可分滤波器递归算法与感兴趣区域加速策略相结合的加速方案。可分滤波器递归算法通过在离散正交基下将3维卷积转换为3个1维卷积并使1维卷积递归执行,使计算量与卷积核大小无关,大大节省了计算时间。采用增量算法解决了可分滤波器递归算法内存耗费量大的问题。感兴趣区域加速策略采用图像分割后提取目标的分段包围盒作为有效区域,从而大幅缩减待处理数据量。实验结果表明本文加速方案在保持原始算法精度的同时,能取得很好的加速效果。     

基于体素模型的3D打印支撑算法

3D 打印技术是通过对材料的逐层堆积来构建物体,但对模型悬空的区域需要添加支撑结构。支撑结构不仅会造成打印材料的浪费,而且会延长打印时间并对模型外表有所损伤。为此,提出一种基于体素模型的支撑算法,针对体素化后的模型,分析体素之间的相互支撑作用,并引入体素支撑能量函数概念和计算方法,计算出需要添加支撑的体素,从而得到需要添加支撑结构的区域,并由该区域生成支撑结构,之后通过实验对算法进行验证。实验结果显示该算法能够更加准确地对模型生成支撑,同时,基于体素模型的支撑算法对于模型内部支撑计算,也具有很好的适用性。     

基于三角形不规则网模型的快速体素化方法

为了改善在大数据量时体素化效率不高的缺点,针对三角形不规则网（TIN）模型的三角网特性,提出了一种快速简单的体素化算法。首先通过细划三角面片,将面体素化转换为简单的点体素化生成体表面模型,然后利用深度缓存原理快速寻找初始种子体素进行体内填充。实验结果表明,对于精细复杂的大规模TIN模型,算法能确实有效地生成逼近原模型的26-连通的体素模型,且具有高效的时间效率。     

综合CV和Facet模型的裂纹边缘检测

CV模型能检测到连续封闭的裂纹边缘;但边缘的定位精度不高;Facet模型定位裂纹边缘的精度高;但不连续。针对上述问题;研究了一种综合CV和Facet模型的算法。该算法利用CV模型进行边缘检测;在CV边缘点的附近运用Facet模型进行检测;将两种方法分别获得的边缘点进行融合得到连续封闭且定位准确的边缘。将该算法应用于工业CT图像的裂纹边缘检测中;实验结果表明该方法是有效的。
     

改进的基于欧氏距离测度网格模型体素化算法

在基于到网格多边形表面的法矢量函数作为距离标准的体素化算法的基础上,提出以多边形面的最小包围盒作为计算单元,以欧式距离作为测度实现网格模型的体素化,极大地提高了计算速度,使得只能在图形工作站上实现的算法在微机平台上得以实现．针对通常采用Flooding操作判断内外体素、但应用于存在封闭空腔的模型时将会产生错误的情况,设计了一种根据体素标志位序列判断内外体素的算法．     

基于矩的亚像素边缘检测算法的对比研究

基于矩的亚像素算法在众多亚像素算法中是最成熟有效的算法之一.本文对三种基于矩的亚像素算法进行了分析,并对灰度矩算法所出现的边缘判定问题进行了研究及改进.最后对三种矩算法进行了检测性能对比,为实际情况下亚像素边缘检测算法的选取提供了参考.     

基于体素标号法的空间球粒体分布测量

提出一种基于切片图像的体素标号测量算法.通过对CT图像序列作预处理建立点云模型,由外向内对体素进行序数标号,采用局部极值搜索和体心精简得到球粒体体心,由体心标号值完成统计.实验结果表明,随机点噪声范围在35％以内时,算法能准确统计出存在粘连的球粒体的数目与空间分布,且体积估算误差小于5％.     

三角网格模型体素特征分割

针对现有机械制造领域网格模型分割结果缺少工程含义的现状,提出了一种三角网格模型体素特征分割方法。首先在对三角网格模型分割的基础上,对由网格分割得到的每个子网格进行曲面类型识别,然后在基本体素及典型结构显著特征表示的基础上,把识别出的曲面集合与基本体素及典型结构进行匹配,从而将分割结果分类为自由曲面、基本体素和复杂体素,实现具有工程含义的体素特征分割。该方法可以降低模型重构的难度,加快模型重构的速度。     

基于水平集模型的3D表面重建

综合模糊技术和水平集方法,提出了基于水平集模型的3D表面重建的方法,为了使重建结果不受噪声影响且与模型初始位置无关,在模糊分割的基础上,引入了模糊外力,在该外力作用下模型能逼近任意复杂的物体表面;利用水平集方法使模型能重建任意拓扑结构的重杂物体,实验结果表明该方法的有效性。     

基于形变模型的3D表面自适应重建

结合形变模型和ＡＣＤ方法提出了基于变形模型的３Ｄ表面自适应重建方法。同时引入了与图象统计特性有关的外力,使得表面重建结果与模型的初始位置无关,利用ＡＣＤ方法使模型自适应地改变其拓扑结构;为了提高表面重建的程度和鲁棒性,提出了多尺度重建算法,该方法适用于形状、结构复杂的物体重建,实验结果证明了该方法的有效性。     

基于高斯混合模型的海面运动目标检测

提出了一种基于变化检测的高斯混合模型参数估计方法,建立了象素点背景模型并用于海面运动目标的检测。在实验部分,将该方法估计的高斯混合背景模型的参数与基于迭代的EM算法估计的模型参数做比较,模拟实验的结果表明两者估计的参数值相差不大,而在对视频流中的象素点灰度值分布的逼近中,该文的方法比EM算法更接近真实的分布,并且在一定程度上减少了建立背景模型的所需的内存和计算时间。运动目标检测的结果表明,使用该方法建立的背景模型可以比较准确地检测到海面上的运动船只。     

混合高斯模型和机器视频的火灾检测的实现

针对目前基于传感器技术的火灾探测器存在检测区域小、干扰大、误报率高等不足,提出了一种基于混合高斯模型与机器视觉相结合的火灾检测方法.该方法通过对摄像头获取的图像信息进行处理和分析,利用火灾早期产生的烟雾和火焰的颜色及形体变化特征来探测火灾.通过建立混合高斯模型对火灾进行识别,再对识别结果进行进一步的动态特征识别.试验证明,该方法克服了传感器检测方法的缺点,实时性好、识别率高.     

基于单高斯模型的森林火灾烟图像目标检测

单高斯模型森林火灾烟图像目标检测方法是根据烟目标内部灰度分布不均匀,且形状和面积会随着时间不停变化等特点,首先,通过火灾烟的动态数据累积图像得到烟目标出现的大致区域,再通过构造单高斯背景统计模型,对目标区域内部进行逐帧分割,最后,统计烟目标面积的变化趋势.经过对森林火灾烟序列图像进行实验和分析,结果表明这种方法对早期火灾产生的烟能够实时检测和识别,并有效提高了火灾烟图像检测的可靠性.     

基于高斯混合模型的阴影消除算法

关于阴影消除是智能监控系统的重要组成部分,且对后续的识别和跟踪有很大的影响。根据改进的高斯混合模型检测出目标,用高斯混合阴影模型来检测阴影,并用高斯平滑滤波处理检测的结果。然后动态选择合适的阈值对图像做二值化处理,进一步对结果进行形态学滤波。经过整个过程的处理,得到了较为完整的轮廓,很好的消除了阴影,提高后续的识别和跟踪的准确性和可靠性。实验表明,算法能较好地消除阴影,且具有较好的实时性和鲁棒性。     

基于小波域混合高斯模型的自相似流量合成算法

自相似流量特性对网络性能具有重要影响，流量建模与合成是网络性能评价的基本环节．提出了一种基于小波域混合高斯模型的自相似流量建模与合成方法：小波变换的近似Karhunen—Loeve（K-L）变换特性可以有效去除流量过程的长程相关，而混合高斯模型准确地描述了小波系数的非高斯分布．对合成流量进行了统计分析以及排队性能仿真．实验表明该方法能够更准确地对通信流量进行建模和合成，并且具有运算量小（O（N））、流量生成快速等优点．     

Novelty detection and segmentation based on Gaussian mixture models: A case study in 3D robotic laser mapping

This article proposes a framework to detect and segment changes in robotics datasets, using 3D robotic mapping as a case study. The problem is very relevant in several application domains, not necessarily related with mobile robotics, including security, health, industry and military applications. The aim is to identify significant changes by comparing current data with previous data provided by sensors. This feature is extremely challenging because large amounts of noisy data must be processed in a feasible way. The proposed framework deals with novelty detection and segmentation in robotic maps using clusters provided by Gaussian Mixture Models (GMMs). GMMs provides a feature space that enables data compression and effective processing. Two alternative criteria to detect changes in the GMM space are compared: a greedy technique based on the Earth Mover’s Distance (EMD); and a structural matching algorithm that fulfills both absolute (global matching) and relative constraints (structural matching). The proposed framework is evaluated with real robotic datasets and compared with other methods known from literature. With this purpose, 3D mapping experiments are carried out with both simulated data and real data from a mobile robot equipped with a 3D range sensor.     

Hough变换在表面污渍检测中的应用

针对具体芯片图像的形状特征,提出了基于改进Hough变换的几何配准算法.该算法利用边缘点的梯度方向信息,以及通过圆上任意一点并沿着该点法线方向的直线必定经过该圆的圆心这一几何性质,将三维Hough变换空间简化为二维空间,较好地解决了传统广义Hough变换运算时间长、存储空间大的问题.实验表明,可以有效地对两幅图像进行配准,从而检测出芯片表面的污渍.     

三维U系统矩与三维模型检索

提出3DU系统矩的定义,并将其应用于3D模型检索．作为一种可选定次数的完备正交多项式系统,U系统所定义的矩具有标准正交性、收敛性等优良性质．根据U系统理论实现了U1系统矩的高阶的快速计算,可以定义任意维数的特征空间．实验结果表明,3DU1系统矩优于几何矩和Zernike矩,具有更高的检索效率．     

基于表面颜色属性的三维模型检索

对基于表面属性的三维模型检索进行研究,提出了基于面积颜色分布、基于球面颜色分布、基于颜色球面调和的三维模型检索方法以及基于表面属性的融合方法.通过对模型表面进行按面积均匀采样来获取其颜色分布信息后形成基于面积颜色分布的特征.通过对模型进行均匀球面采样获取颜色分布信息形成基于球面颜色分布的特征.通过首先将模型表面颜色信息按等经纬度球面采样映射为球面函数,然后对其进行球面调和变换形成颜色球面调和特征.融合特征通过对以上特征的两组或3组依一定权值组合而得到.为验证基于表面属性的三维模型检索方法的效果,建立了一个包含有1171个颜色模型的测试库.实验结果表明以上方法均对基于表面属性的三维模型检索具有较好的检索效果且融合特征可以得到优于任何单一特征的检索效果.