基于连接点的二维多角弧匹配

多角弧匹配问题的关键是，其既能反映多角弧的几何性质，又能反映多角弧拓扑结构的特征选取．在分析了多角弧几何形状的基础上，引入了连接点的概念，并用连接点集表示多角弧，这一表示在旋转和平移变换下是不变的。进一步取该连接点集作为匹配的特征集，给出了特征集之间匹配的算法．该算法是将连接点间的距离积分作为测量函数，使二维多角弧的匹配由连接点的匹配来决定．给出的模拟试验结果表明，该算法效果良好，并且对于数值污染具有健壮性。     

利用几何代数进行线段模型匹配和运动估计

首先探讨了Clifford代数（几何代数）在计算机视觉中的应用,并得到了2D与3D旋转的统一表达公式,进而探讨了该公式在直线模型匹配和运动估计中的应用;在改进2D多角弧匹配算法的基础上,提出了一个同时进行线段模型的匹配和运动估计的算法。该算法通过最小化模型线段与被检测线段间的距离（距离函数定义为对应点间欧氏距离的积分）而求得的最佳运动估计中的旋转,可由一个矩阵的奇异值分解来表示,从而为首次同时解决这两个问题,进行了初步尝,且该算法不受维数限制。最后的模拟实验结果表明,该算法效果良好。     

基于轮廓线匹配的2-D碎片拼接研究

分析了数量较多时不规则形状的2D碎片拼接的困难性,提出2D碎片的拼接策略,先通过轮廓线匹配进行局部形状匹配;然后通过全局搜索拼接重构物体形状,由于匹配的特征集选择了带有几何结构属性的连接点,优点是不仅局部匹配的速度提高而且全局拼接重构的有效性提高.试验对比表明提出的算法更有效.     

Loop细分格式在基于Java 3D的几何造型系统中的应用

细分方法是一种新的形体表示方法，在计算机图形学和几何造型中有广泛应用。文中研究了Loop细分算法在基于Java 3D的几何造型系统中的应用，该算法可以快速生成具有真实感的任意复杂的形体。     

基于热核信号的3D图形的分层匹配方法

3D图形稠密匹配是计算机视觉领域中的一个重要课题.为解决图形匹配中如何提高对拓扑噪声的鲁棒性和效率这2个基本问题,提出一种基于热核信号的3D图形分层匹配方法.首先利用热核信号函数检测特征点,并采用局部融合策略和最远点采样法适当去除冗余点和添加一些"辅助点",实现特征点优化;然后在这些特征点集上构造热核信号描述子,并利用熵将特征点按显著性排序作初始层匹配,再通过特征点各层邻域的局部匹配最终实现3D图形由粗到细的稠密匹配.在TOSCA数据库上进行数值实验,并将文中方法与已有的经典方法进行比较的结果表明,该方法在一定程度上克服了拓扑噪声的影响,并且运算效率较高,更适应于实际应用.     

基于多幅实拍照片为真实景物模型添加纹理

利用实拍照片为基于真实景物创建的几何模型添加纹理的方法正在受到广泛的关注,实拍照片与几何模型的配准是这项技术的关键.以往方法采用3D-2D特征点匹配或侧影轮廓线匹配的方法进行配准,因此对空间物体的表面特征或轮廓线形状有特殊的要求.提出了一种新的配准方法来解决这一问题,由于采用了基于图像重建的采样点模型与已知几何模型在空间中匹配的方法实现配准,因而充分利用了物体几何形状本身的拓扑和曲率等信息,并可以一次性地实现所有图像与空间物体的配准.实验结果表明,该方法可以解决一部分用以往的方法尚无法处理的实际问题,且在重建空间采样点分布较为合理的情形下,纹理映射效果非常理想.     

基于灰度差分不变量的点特征匹配

本文提出了一种新的基于灰度差分不变量的点特征匹配方法。首先，利用灰度差分不变量获得点集之间的初始匹配；然后，利用初始匹配快速、稳健地估计图象之间的唯一几何约束－对极几何约束；最后，利用对极几何约束改进初始匹配。大量的实际图象实验表明，本文所提出的匹配算法有非常快的运算速度和很高的匹配正确率。     

稳健的三角形网格数字水印技术

文中提出了一种基于三角形网格的3D数字水印算法，该算法通过修改从中心到顶点的距离来嵌入水印信息，由于该距离是一种全局几何特征，在模型视觉效果不发生改变的情况下基本独立于三维模型的网格表示，从而使该水印方案对噪声攻击，简化攻击和剪切攻击等攻击具有很强的鲁棒性，实验结果表明该方法对上述攻击具有很好的抗击性能。     

基于立体成像几何特性的动态有限搜索匹配法

提出了一种基于立体成像几何特性的动态有限搜索匹配法。该法根据被测物体与摄像机标定参照物在空间上的相互关系及被测物体形态，确定被测物体特征点视差匹配大致范围。利用立体成像几何特性，采用动态有限搜索法，以求出的视差为参考，根据左(右)图像中特征点与所得匹配对应点的水平视差值，确定在右(左)图像中的搜索方向和搜索范围，采用灰度区域相关计算，确定下一个匹配特征点，并依此类推。由于特征点灰度不稳定，且随视点的不同而有很大差异，为能得到正确匹配，需结合几何相似性约束。通过对一已知三维坐标标准件的计算机仿真实验，证实了该方法的有效性。     

最优几何匹配程序下重建时间连贯3D动画的研究

对RGB-D数据的三维重建进行优化,由此提出基于时间连贯的重建策略。在完成数据收集之后,对其中的RGB数据进行光学特征点的提取,由此获取两帧相互之间的初始系数3D关系。在对这些特征点进行细化时,则运用了最优几何匹配系统,然后利用特征点对连续帧的三维点云展开匹配,这个过程与帧分辨率独立;最后完成时间连贯的3D动画重建,具体是借助于运动向量对齐策略。通过实验得出,本文提出的策略能够对该3D动画进行重建。相较于其他方法,数据利用率更高,同时还有较高的精准度,在计算效率方面也具有一定优势。     

Matching of 3D polygonal arcs

We define a distance measure between 3D polygonal arcs of equal length, and show that the minimum value of this distance measure is the smallest eigenvalue of a certain matrix. Using this, we develop a mismatch measure and a matching algorithm for 3D polygonal arcs of unequal lengths     

Digital curves in 3D space and a linear-time length estimationalgorithm

We consider simple digital curves in a 3D orthogonal grid as special polyhedrally bounded sets. These digital curves model digitized curves or arcs in three-dimensional Euclidean space. The length of such a simple digital curve is defined to be the length of the minimum-length polygonal curve fully contained and complete in the tube of this digital curve. So far, no algorithm was known for the calculation of such a shortest polygonal curve. The paper provides an iterative algorithmic solution for approximating the minimum-length polygon of a given simple digital space-curve. The theoretical foundations of this algorithm are presented as well as experimental results     

Matching sets of 3D line segments with application to polygonal arcmatching

In this paper, we consider two sets of corresponding 3D line segments of equal length. We derive a closed-form solution for the coordinate transform (rotation and translation) that gives the best match between the two sets; best in the sense of a least-squares distance measure between the sets. We use these results as the basis to construct efficient algorithms for solving other problems in computer vision. Specifically, we address the problem of matching polygonal arcs, that is, the problem of finding a match between a short arc and a piece of long arc     

From on-line sketching to 2D and 3D geometry: a system based on fuzzy knowledge

The paper describes the development of a fuzzy knowledge-based prototype system for conceptual design. This real time system is designed to infer user's sketching intentions, to segment sketched input and generate corresponding geometric primitives: straight lines, circles; arcs, ellipses, elliptical arcs, and B-spline curves. Topology information (connectivity, unitary constraints and pairwise constraints) is received dynamically from 2D sketched input and primitives. From the 2D topology information, a more accurate 2D geometry can be built up by applying a 2D geometric constraint solver. Subsequently, 3D geometry can be received feature by feature incrementally. Each feature can be recognised by inference knowledge in terms of matching its 2D primitive configurations and connection relationships. The system accepts not only sketched input, working as an automatic design tool, but also accepts user interactive input of both 2D primitives and special positional 3D primitives. This makes it easy and friendly to use. The system has been tested with a number of sketched inputs of 2D and 3D geometry.     

乒乓球的三维运动轨迹重建

主要基于图像序列对乒乓球的运动轨迹进行三维重建,并对乒乓球运动形态进行分析.首先对采集的图像进行立体校正,利用颜色识别和改进的霍夫圆检测算法提取出序列图像中乒乓球的圆心坐标;然后根据前后帧图像的特征点坐标差值在时间序列上匹配特征点;最后,利用三角测量法对匹配的特征点进行三维重建,并计算出乒乓球不同时刻的速度和加速度,实现了动态物体的三维运动重建.实验结果表明该三维运动重建方法提高了特征提取的准确性,有效地实现了时间序列上的匹配,获得了物体的三维运动数据.     

矩阵重心坐标

在二维重心坐标——复数重心坐标的基础上引入二维矩阵重心坐标的概念,并利用球面坐标将二维矩阵重心坐标推广到三维.三维矩阵重心坐标适用于三角控制网格、四边形控制网格甚至一般的混合控制网格.对所提出的重心坐标性质进行了研究,发现其满足大部分好的重心坐标所应具有的性质.最后对矩阵重心坐标在三维网格模型中的应用进行了细致的实验,分析了它的优缺点.     

基于Hausdorff距离图象配准方法研究

图象配准是图象融合的一个重要步骤，为此提出了一种自动图象配准算法，该算法从两幅待配准的图象中分别抽取特征点，然后选用Hausdorff距离对两特征点集进行匹配，得到点集间的仿射变换，从而实现图象的自动配准，此算法以特征点而不是物体边缘计算仿射变换，大大降低了计算Hausdorff距离的运算量；同时，基于Hausdorff距离的图象匹配只需要点集之间的对应，而无须点与点的对应，因而可以使用于存在较大物体形变的情况，即完成两幅差异较大图象的配准，实验结果证明了算法的有效性。