基于形态和约束结构的几何哈希法

几何哈希法,作为一种有效的模型搜索算法,在物体识别中有着重要的应用。现有的几何哈希法仅适合于仿射变换下的二维景物识别,论文提出了适合透视投影变换下三维物体识别的几何哈希方法。该方法利用物体的三维形态和物体中具有射影不变量的几何约束结构来构造哈希表。一方面,几何约束结构提供了物体模型的索引功能;另一方面,物体的三维形态提供了物体成像位姿的有关信息,使后续的匹配验证得以简化。实验中使用人造物体对该方法进行了验证,实验表明该方法正确有效。     

基于透视逆变换由图像点反求空间坐标

三维重构理论与技术是计算机视觉最重要的热点问题之一,基于单幅图像的三维重构由于缺乏足够的几何信息而难以达到预期效果.本文针对大部分物体所具有的对称性特征,提出利用假想对称平面.基于透视逆变换原理,由人工交互指定已知三对对称点的图像坐标和空间坐标确定透视变换矩阵,继而反求物体表面特征点的空间位置,再利用UG软件实现三维模型的重建.     

三维物体的形态图表达方法

三维物体的表达方法是计算机视觉中的关键问题之一，现有的各种三维物体表达方法虽然在各自的识别中得到应用，但都存在各自的局限性，用形态图表达三维物体是一种以视点为中心的表达方法，由于它列举了一个物体所有可能的“定性”形象，即它可使用最少的二维投影线图（特征视图）来表达一个完整的三维物体，因此使三维物体识别转化为2D与2D的匹配，该文首先定义了二维线图拓扑结构等价的判别准则，然后给出了构造透明物体形态图的方法，最后根据拓扑结构等价准则来得到不透明物体的形态图和特征图，并用圆锥与圆柱相交的实例进行了验证。     

基于形态图表示的三维物体识别算法

基于形态图表示的三维物体识别的基本思路是：首先建立待识别物体的模型库，找出模型集中所有模型物体的形态图和特征视图，并提取以它们的拓扑结构信息和几何信息；其次对物体真实图像作轮廓提取和0边界跟踪，得到二维图像的线架图，同时提取出它的拓扑结构信息和几何信息；最后将物体图像的拓扑结构信息和几何信息与模型库中模型物体的拓扑结构信息和几何信息匹配，从而达到识别的目的。文中提出了在生成线图链码时提取其拓扑结构信息和几何信息的方法，由拓扑结构信息和几何信息构造特征矩阵的方法，以及识别过程中特征矩阵的匹配算法。     

基于物体特征有效提取和离散点三维重建的3D扫描系统原型研究

针对3D扫描技术的近期发展情况,以及市场关于被摄物体特征有效提取的迫切需求,通过系统的对照相机和投影仪测量的方法与计算,利用离散点三维重建算法、标准化算法详细分析了,作为3D扫描原型系统的关键技术,并深入的对三维坐标重复演算的过程,进行了实践研究与计算,论证了基于投影光编码技术的3D扫描仪原型系统,在物体特征有效提取和离散点三维重建中完全可以高效应用;同时,使用焦距标准化运算、逆向倾角变形运算、逆向扭曲变形运算三种方法,综合论述了物体特征有效提取和离散点三维重建过程的相关内容,测试了原型系统对真实文物的扫描情况,展开了该原型系统可应用于不同材料,不同种类物体的扫描,并能有效的进行数字化物体特征识别的研究结论。     

近距离3D人机交互技术研究实现

3D人机交互技术是计算机图形学、虚拟现实和模式识别的交叉融合领域,可分为虚拟环境的显示和三维物体识别。该研究将虚拟环境显示和三维物体识别整合成一个完整的解决方案并应用到1∶1模拟虚拟场景的近距离交互。研究了虚拟现实之间的坐标转换;分析了影响虚拟物体立体显示的三个主要因素：OpenGL中摄像机的张角,摄像机间距和立体图像对的产生;并实现了基于Intel Perceptual Computing的三维物体识别。实验结果显示：该方案在1∶1模拟虚拟场景方面具有良好的3D显示效果,同时在手势识别方面有较高的识别率。     

基于模型的三维物体识别

实现了一个完整的基于模型的三维物体识别系统,它可识别灰度图象中包含的物 体,如对遮挡加以限制,还可识别被遮挡的物体.该系统能实现物体的自动建模,也可先定性 识别某一物体的立体图对以获取高层知识,然后在高层知识的指导下准确地匹配立体图对中 相对应的特征.此外,还提出了利用最能表示物体特征的表面(特征面)来识别物体的方法,以 提高系统抗噪声的能力.大量实验证明,该系统具有相当的稳健性.     

一种新的几何约束结构及其射影不变量

几何不变量,特别是射影不变量,是基于单视点灰度图像识别三维物体的一条有效途径．但理论研究表明,只有特定的几何约束结构,才具有射影不变量．所以,研究并发现这种几何约束结构就具有十分重要的意义．该文提出了一种新的由相邻3平面上5条直线组成的几何约束结构及其所具有的射影不变量．该结构较Sugimoto提出的几何约束结构简单,可从结构同样复杂的物体中获得更多的几何不变量,有利于提高物体识别的稳定性;同时,由于该结构大量存在于由多面体组合而构成的人造物体及地面建筑物中,因此它非常适合这类物体的识别．实验验证了文中提出的几何约束结构具有不随物体成像视点改变的射影不变量．     

基于三维激光扫描的物体重构建模

物体拍摄环境具有测量数据量大、物体外轮廓信息复杂等特点,采用当前方法能够获得物体精确的三维点云数据,但缺乏颜色和纹理信息,导致物体重构精度不高,真实感较差;为此,提出一种基于三维激光扫描的物体重构建模方法;该方法通过三维激光扫描技术获取物体点云数据,采用显式的欧拉积分方法对物体整个三维曲面进行平滑,依据三角生长法进行物体三维空间三角划分,将物体网格顶点向球面进行映射,由此构造物体三角网格模型,通过迭代最近点算法对物体非同步点云数据初步匹配结果进行精确配准,利用最近点搜索算法将经多视图立体视觉算法优化后的物体颜色信息和三维点云数据坐标相融合;实验结果表明,所提方法可以快速精确地建立物体三维重构模型,验证了所提方法的可行性。     

图像中物体空间关系的表示及在检索中的应用

基于图像中物体之间的空间关系的图像检索往往受困于待处理的图像中物体种类和空间位置难以自动准确地获取。文中基于物体识别算法的输出,提出一种对物体空间关系的三元组表示法,给出基于这种表示方法对图像索引、相似度计算和检索排序的方法及允许用户使用查询词和空间关系表达查询需求的二维输入界面,并实现原型系统。这种表示法具有良好的鲁棒性,可容忍物体识别算法一定程度的误差,将物体识别得到的置信度加入三元组表示法置信度计算和排序算法中,减少物体识别结果误差对检索性能的影响。在原型系统上的实验表明,该系统在实验中对包含物体位置关系的检索给出更准确的结果,在NDCG@m、MAP、F@m上均优于现有系统。     

利用共轭梯度法重建三维物体表面算法的研究

通过立体视觉方法能得到一些分散点处表面信息,根据这些分散点处三维表面信息,可对三维表面进行重建,文中主要讨论利用共轭梯度法重建三维物体表面的算法。     

三维地形地物融合方法研究与应用

为了提高大比例尺下的三维地形与地物融合效果,提出了一种新的地形地物融合方法。该方法利用三维地物的底面是平面这一特点,在统一坐标框架下,对地形数据进行预处理,消除了影响地形地物融合的高程点,再利用Delauney三角网算法生成TIN模型模拟地形。预处理过程修正了影响融合效果的高程点数据,提高了融合效果,同时减少了原始地形数据的数据量,从而提高了构建TIN模型的效率。结果表明,该方法能较好地实现三维地形地物的融合。     

三维物体识别研究进展

出于工业和医疗等领域大量现实应用的需要,如今三维物体识别已成为一个很活跃的研究领域。一般来说,三维物体识别系统可以通过两个阶段的处理来完成三维物体的识别和定位,首先用传感器获取的场景输入数据来得到场景的表达;然后将它与数据库中存储的物体表达相匹配。为了推动该领域研究进一步发展,因而对近１０ａ年中该识别过程中必须解决的感传器类型、三维物体表达方法和匹配策略等３个方面问题的研究成果进行了综述,对主要方法进行分类和总结;并提出了一些三维视觉系统中还需要深入研究的问题,包括对所研究物体形状的限制、复杂背景的影响和表达以及识别中的“整体和局部”的矛盾等。     

3D Object Recognition in Cluttered Environments by Segment-Based Stereo Vision

We propose a new method for 3D object recognition which uses segment-based stereo vision. An object is identified in a cluttered environment and its position and orientation (6 dof) are determined accurately enabling a robot to pick up the object and manipulate it. The object can be of any shape (planar figures, polyhedra, free-form objects) and partially occluded by other objects. Segment-based stereo vision is employed for 3D sensing. Both CAD-based and sensor-based object modeling subsystems are available. Matching is performed by calculating candidates for the object position and orientation using local features, verifying each candidate, and improving the accuracy of the position and orientation by an iteration method. Several experimental results are presented to demonstrate the usefulness of the proposed method.     

3D object segmentation using B-Surface

3D object segmentation is important in computer vision such as target detection in biomedical image analysis. A new method, called B-Surface algorithm, is generated for 3D object segmentation. An improved 3D external force field combined with the normalized GVF is utilized. After the initialization of a surface model near the target, B-Surface starts to deform to locate the boundary of the object. First, it overcomes the difficulty that comes from analyzing 3D volume image slice by slice. And the speed of B-Surface deformation is enhanced since the internal forces are not needed to compute in every iteration deformation step. Next, the normal at every surface point can be calculated easily since B-Surface is a continuous deformable model. And it has the ability to achieve high compression ratio (ratio of data to parameters) by presenting the whole surface with only a relatively small number of control points. Experimental results and analysis are presented in this paper. We can see that the B-Surface algorithm can find the surface of the target efficiently.     

基于视景仿真的3D购物系统

目前大多数的购物网站均呈现千篇一律的方式,无法像现实超市那样给消费者提供一种购物环境,实现文化、心理上的满足和享受．为了弥补以上缺陷,我们考虑将目前最先进的视景仿真技术和信息管理技术融合在一起。基于OSG技术构建3D商业环境及视景漫游、完成基于3D图形界面的购物操作流程．     

相移法光栅投影3维物体表面重建中一种消除交叠的算法

光栅投影成像是3维物体重建和测量的重要技术。它将广泛应用于科学研究、生产、文化艺术、医学等各个领域。目前,这项技术的自动化程度较低,速度较慢。因此,对其研究具有重要的理论意义和实用价值。首先介绍了光栅投影成像和3维物体重建的基本原理,然后提出了利用光栅投影条纹编码、解码、相移技术和莫尔法相位解缠确定3维物体深度信息的方法。光栅投影条纹采用逐步二分的二进制7位码编码,相移采用间隔π48步相移的正弦相移技术。此外,还提出了一种算法以消除因光栅条纹图像发生交叠而造成条纹解码产生的错码。这种算法利用各幅条纹编码图像中条纹位置的相关性,通过对条纹边界线灰度值的迭代,实现交叠条纹的区分。该算法加快了条纹解码和相位解缠速度,减少了存储量,提高了自动化程度和测量精度。     

工程三视图的三维恢复

本文在总结边界表示法（ＢＲ）的结构式立体几何表示法（ＣＳＧＲ）重建三维图形的基础上，提出了一种基于两者结合的三维重建方法。采用ＢＲ方法，把工程图纸的二维矢量化信息作为原始数据，逐步恢复三维点，三维边，面及ＣＳＧＲ意义下的基元体。采用ＣＳＧＲ方法，组合基元体，最终生成复合体，重建三维图形。算法以多面体为研究对象，在ＷＩＮＤＯＷ５３．０环境下实现。