基于柱面反投影算法的三维物体表面纹理重建

从图像中提取纹理用作纹理映射是三维重建的常用方法之一,然而通过相机获取的照片纹理经常存在失真变形．不能直接用于纹理映射,故需要研究失真纹理的校正针对圆柱面物体提出一种柱面反投影算法,将物体在圆柱面上的影像纹理投影到二维视平面上显示,并用线性插值算法对缺损的像素值进行插值校正,然后利用SIFT（Scale Invariant Feature Transform）尺度不变特征点匹配算法对校正后的纹理图像进行特征点提取与匹配,最后采用加权平滑算法实现图像的拼接,从而得到宽视角的纹理图像．实验表明,利用上述方法能够有效地生成三维重建所需的纹理．     

RGB-D图像三维特征点的保结构检测方法

针对颜色-深度图像(RGB-D)特征融合困难、联合识别效率低的问题,提出了一种三维特征点的保结构检测方法,为图像配准、三维重建、目标识别与分类等问题提供稳定特征点.该方法利用透视投影在二维像平面上描述物点,建立了物点的三维保结构模型.基于扩散方程和尺度空间的联系,利用有限差分法将深度信息融入尺度空间中,给出了RGB-D尺度空间的一种表示方法.依据特征点与高斯拉普拉斯函数极值的对应关系,在RGB-D尺度空间上检测极值,获取了图像的保结构三维特征点.实验结果表明,与二维尺度不变特征转换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)方法相比,RGB-D图像三维特征点的保结构检测方法有效融合了物体表面的颜色和结构信息,能够检测并匹配更多的图像特征点.     

基于彩色结构光的三维重构方法

通过对摄像机和投影机进行畸变校正和标定,确定了相应单应性变换矩阵。为了在复杂投影条件下对彩色结构光编码图像进行快速高精度解码,提出了基于拓扑结构和局部结构化的单幅彩色结构光编码方法以及基于波形分析的编码特征点提取方法和基于聚类分析的颜色分类方法,并利用编码图像本身特性提高解码精度和正确率。根据单应性变换矩阵和编码图像中每个特征点编码值调制前后的匹配关系,计算特征点的三维信息。实验结果表明,特征点的解码正确率超过99.5%。由于对投影机和摄像机的位置没有严格的限定,该方法适合快速搭建三维物体重构系统以及快速高精度地获得物体的点云。     

排水管道超声检测成像方法

为了将排水管道内超声检测数据以直观的图像形式表现出来,从而全面表征管道内部状况,研究了排水管道内超声检测成像方法、超声检测数据结构和图像构成方法.采用单探头旋转反射镜超声检测管道内部成像的方法,利用Microsoft Visual C++6.0可视化编程软件和OpenGL三维图形标准编写成像软件程序,根据检测数据进行管道内部二维横截面成像和三维内表面成像.实验结果表明,该成像方法绘制的排水管道二维横截面图像和三维内表面图像能够判别管道淤积位置等故障.     

一种适用于规则形体的三维重建方法

给出了一种适用于规则形体的三维重建方法,从待建模对象的若干不同角度的照片出发,先通过特征提取和交叉匹配获得足够多的特征点,并以协方差作为相似性度量依据,采取分布匹配策略剔除错误匹配对,然后通过空间点重建和表面重建法重建出目标对象的三维模型,并从采集的图像中提取真实纹理,对图像进行二维三角化,三角化的二维点列再映射到三维空间,为三维模型添加纹理,得到具有真实感的外观模型.实际应用验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于非完全拓扑分析的三维建筑重建识别算法

为实现基于单幅图像的三维建筑物重建识别过程,本文提出了一种有效的重建方法———非完全拓扑分析.首先,对三维建筑物可见部分的轮廓进行拓扑分析并提取,得到完整的拓扑结构.其次,将分割后的拓扑结构与数据库中原始信息进行快速识别匹配.实验表明,本方法与SSDA图像匹配算法相比,大大提高了计算速度和匹配效率.     

基于灭点优化的单幅图像三维重建

单幅图像的三维重建避免了基于多幅图像重建的特征匹配的问题,是三维重建研究领域的一个热点。通过对单幅未标定图像进行三维重建,灭点的精度十分重要。提出一种利用直线的参数信息的灭点检测算法得到有效的直线,优化了灭点。首先对图像进行处理,提取出图像中的长直线,分析直线特征,对不同方向的直线进行分组,再根据各方向的直线满足线性分布关系,利用改进的回归算法获取直线参数的线性模型,剔除误差直线,再利用最小二乘法解算灭点。得到精确灭点后,根据灭点的性质获得摄像机的内外参数。交互获得最少的图像二维点,通过计算求得的摄像机内外参数和物体本身的几何特征计算相应的三维坐标,最后进行目标物体的三维重建。此方法有效剔除了无效直线的干扰,提高了灭点精度,以包装盒为例,重建了三维模型并且误差控制在2.5%以内,符合三维重建精度要求。     

三维人脸扫描图像数据预处理

为构造基于知识学习的形变模型所需的规格化三维人脸库,提出一种纹理映射图数据结构及以点为处理单元的分割三维人脸的方法.该结构将原始数据隐含的信息显性化,为激光扫描仪采集的真实三维人脸中分离的采样点与纹理2部分数据建立双向映射关系,以保证数据操作和处理达到实时与同步.基于此结构的快速映射特点,提出的分割方法以二维纹理点为操作对象能够快速处理大量原始数据.     

空间编码三维视觉传感器的研究

本文介绍了空间编码三维视觉传感的结构与测量原理,并针对它在测量物体的三维信息中所存在着的投影点和像点的对应不够准确的问题,提出了一种三维视觉传感用的结构光空间编码的新方法,解决了被动视觉传感匹配难的问题.通过投影仪将一空间编码图片投射到物体表面,经物体几何形状调制的图案被面阵CCD摄像机接收,然后通过计算机测控系统就可以得到物体三维信息.实验结果表明:采用此种空间编码新技术,仅用一幅图像且不需对摄像机进行标定就可以对物体三维信息进行动态测量.     

基于张量分解的电阻抗三维成像方法

针对现有的三维电阻抗成像只是对图像横截面的单独重建,然后罗列为三维进行显示,没有考虑到不同图层间的关联性,致使图像信息利用不充分的问题,提出一种基于张量分解的电阻抗三维成像方法。该方法将实验中测得的数据建立张量模型,使用张量分解可以对胸腔进行直接三维重建,能够充分利用图层间的关联性;并将该方法与总变差正则化（Total Variation,TV）成像算法、Tikhonov正则化重建算法进行实验对比。实验结果表明：基于张量分解的电阻抗三维成像方法,可以充分利用图像的空间结构信息,考虑图像层与层之间的关联特性,能够更加接近肺部的真实情况,准确地反映肺的状态,进而提高图像重建质量;基于张量分解的电阻抗三维成像方法相比于二维张量重建方法,将图像的峰值信噪比（PSNR）提高了13.8%。由此可得,与Tikhonov正则化以及TV成像算法相比,基于张量分解的电阻抗三维成像方法更适合电阻抗的图像重建工作。     

基于边缘特征的虚实图像精确配准

3D模型的虚拟图像与可见光图像（实图）的配准可以增强信息的互补性,在通过INS装置粗配准后,其配准问题变成了经典的多模态图像精确配准问题。本文提出了一种基于边缘信息全局最优匹配的3D模型图像与可见光图像精确配准算法。该算法首先基于相位一致性模型提取3D模型图像与可见光图像视觉相似的边缘结构;再采用模拟退火算法搜索求解在边缘配准度最大对应的空间变换模型的最优参数值。4组实验结果表明,本文算法能够充分利用图像间的相近似的边缘结构和模拟退火算法得到配准变换参数,有效地实现多模态图像（不同光照及对比图像对,不同传感器的航拍图片对,虚拟3维视图与可见光图像）的精确配准。     

由结构光扫描重建老北京城三维模型的实验设计

文章提出了一种可以通过结构光摄影测量获得特征点云的方法,所处理的数据来自老北京城3D重建工程。结构光扫描的明显特征是扫描得到的模型边缘部分点云几乎都丢失了,比如说房屋的顶部边缘点云。文中提出使用获取的立体像对提取出边缘特征点,并从提取出的边缘特征里面匹配得到同名像点,通过摄影测量交会解算出同名像点的坐标值,得到边缘部分的点云,从而完成对老北京城特征部分的重建。     

平行视双目测量体系中特征检测方法

论文针对工业领域对产品目标三维形态检测的具体应用,提出并研究和开发了平行视双目立体视觉体系中以零交叉检测为主,以特征点检测为辅的图象特征提取方法,实验证明,用该方法可以可靠而有效地分析工业目标三维形态特征。     

多分辨率图像基于分步式滤波的融合算法

在多个传感器对同一个目标场景获得多个分辨率是非整数倍关系的图像的情况下,该文提出了基于分步式图像滤波的融合算法。首先利用小波多尺度分解变换获取相应的低频子图像,并将图像间分辨率的关系从非整数倍转化到整数倍。然后采用分块建模方法,以卡尔曼滤波器为工具,对图像进行分步式融合估计,从而获得目标场景基于多个观测图像的融合结果。最后用仿真实验验证新算法的可行性与有效性。     

一种新的纹理合成算法

现有纹理合成算法并不能保证合成物体的完整性,也不能使其分布与样本纹理保持一致。提出了一 种分层纹理合成算法。首先,采用归一化图像分割算法提取样本纹理中的视觉显著性前景物体,继而采用图像修复 算法修复背景,然后统计前景物体在样本纹理中的分布共生矩阵,以此作为约束,在背景图像上确定前景物体的分 布位置。实验结果表明,不仅可以对前景物体独立进行各种变换,得到任意分布的合成纹理,而且可以保证前景物 体的完整性。     

基于kinect的物体抓取场景认知

针对RoboCup竞赛家庭组比赛对物体抓取的要求,研究了物体抓取场景认知问题。设计了一种基于kinect的物体抓取场景认知系统。先将kinect传感器得到的深度图像转换为3维(3D)点云图,然后计算每个3D点所在曲面的局部法向量,再根据法向量和距离特征分割提取出水平桌面;采用3D点与水平桌面的位置关系分离出潜在的抓取物体目标点,选择随机抽样一致(RANSAC,Random Sample Consensus)算法完成圆柱形抓取物体的定位。使用实验室采集的场景深度图对认知系统进行测试。结果表明,设计的系统可以可靠提取水平桌面和桌面上的圆柱形物体,可以达到物体抓取比赛的要求。     

基于中轴线的岩心三维图像孔喉分割算法（研究生论坛）

岩心的孔隙和喉道（简称孔喉）分割是岩心微观结构分析的基础。由于孔隙的复杂性、多样性;孔喉分割算法一直是国内外研究的热点与难点。本文提出一种基于中轴线提取的孔喉分割算法。首先计算孔腔三维图像距离变换的梯度;提取孔腔中轴线及孔腔截面信息。然后寻找具有孔腔截面面积局部最小值的截面,作为喉道。寻找具有孔腔截面面积局部最大值的中轴点,作为孔隙中心点。再进行生长分割和喉道后期处理。实验结果表明该方法具有良好的孔喉分割效果。最后提出了一种喉道法向量提取方法,并通过实验进行了验证。     

360-degree real-time stitching technology for multi-channel video

Aiming at the time-consuming problem of image registration in video mosaic, a combined algorithm based on the BRISK and GMS is designed and optimized. Based on the fast feature extraction feature of the BRISK, the grid image method is used to divide the overlap region image to make the feature point distribution more uniform, thus reducing the number of feature points that need to be operated. In the feature matching stage after feature extraction, the GMS is used to eliminate the mismatching pair, and improves the matching accuracy according to the two-way matching strategy. In order to make the image fusion more natural and smooth, this paper designs a regionalized feather blending weighted fusion algorithm. To reduce the error in solving the overlapping area, the fusion area is constructed and divided into regions. The best suture method is used to get the seam. The gradual in and out weighting algorithm is used in different regions to achieve image fusion, so as to obtain the panoramic image with higher fusion quality. Finally, a complete prototype of the panoramic video stitching system is designed. The feasibility and practicability of the system scheme are verified by experiments which show that, compared with the traditional video splicing technology, this algorithm ensures the real-time performance of video splicing while eliminating the ghosting and seaming problems that occur during splicing.     

基于交互式图割算法的结肠组织提取

针对腹部CT医学图像中结肠组织自身局部特征的问题,研究了一种基于交互式Graph Cuts结肠组织的分割方法。首先人工标定一部分体素标记为＂目标＂和＂背景＂种子点。然后将图像映射成网络图,通过相邻像素间的灰度特征分配边的权重值,采用26邻域系统实现三维图像的分割。最后使用最大流/最小割方法最小化能量函数,得到结肠区域。实验结果表明,交互式的图割算法能够准确地从三维腹部CT医学图像中提取出结肠组织,体现了结肠数据的局部特征。算法能自动将所有腹部CT切片的结肠组织分割出来,实验获得的结果有利于结肠病变的发现和精确定位。     

断层数据的三维重构技术研究

研究了基于断层数据的三维重构技术.首先对切片图像进行二值化和轮廓提取,继而进行B样条曲线拟合和NURBS曲面蒙皮构建.以某风扇叶片为例,由采集的ICT切片数据重建出了实体.文中论及的方法和算法对于解决基本截面形状的断层数据重构问题是可行的.