基于 ICT 切片的实物原型表面重构算法研究

目的　针对层析 (ICT)切片图像给出基于 ICT切片的三维实体表面重建的算法 .方法　首先进行切片图像的边界提取、特征识别 ,并采用数字曲线的新概念 ,放样出物体表面 .结果　根据这一算法 ,可由已采集到的 ICT切片数据来重建出三维物体的表面 .结论　本文对 ICT切片数据给出了比较全面的重构过程     

基于点云数据的主成分分析重构表面算法

提出一种基于三维点云数据的主成分分析重建三维表面模型的方法,该方法利用基于主成分分析的动态聚类方法对三维扫描数据进行聚类,进而对点云数据重构一点片,研究在局部利用二维三角网构网技术构建三角网,然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型的算法。应用实例表明,该算法能有效地完成重建物体三维表面模型。     

基于插值函数的三维图像表面重建算法

在放射医学、核医学、无损检测及评价和数据压缩等众多领域,研究在不破坏被检测物体的情况下,观察物体内部组织的结构及空间位置,具有重要的理论意义和应用价值.为了获取物体内部的数据信息,通常采用射线扫描方式,然后根据实际需要,运用不同方法进行图像重建.本文研究受损的颅骨扫描图像,提出基于插值函数三维图像表面重建算法,改进了已有的图像重建过程.从数据采集到图像重建的全过程都在计算机上实现,并给出了背景物质检测、图像分割、图像剥离和三维图像表面重建仿真结果.最后对结果进行分析,证明了基于插值函数的三维图像表面重建算法可以有效地提高重建图像的质量.     

多目立体视觉三维重建系统的设计

针对工业产品质量检测过程中产品三维表面的重建问题,提出一种基于多目立体视觉三维重建方法.设计了一套由八个直线分布的工业相机构成的三维重建系统方案.首先通过图像采集模块,在八个不同方向对目标物体进行图像采集.其次对采集到的图像进行预处理,其中包括图像背景抑制和目标物体分割.然后通过相机标定模块,对八个相机进行标定,获得它们的内外参数,并结合Harris角点检测及高斯差分检测算法对预处理后的图像实现特征点提取.在此结果上,再利用三角形法对提取到的特征点进行匹配和校正.最后采用泊松表面重建方法准确地获取和优化角点,并找到角点特征的匹配点,从而对物体进行三维表面的精确重建.实验结果表明,设计的系统能够重建出静止物体的局部三维表面,重建结果中的物体表面完整,结构清晰,表面上的字符重建完整,能够很好地进行识别.     

基于ICT切片的实物原型表面重构算法研究

目的 针对层析（ICT）切片图像给出基于ICT切片的三维实体表面重建的算法。方法 首先进行切片图像的边界提取、特征识别,并采用数字曲线的新概念,放样出物体表面。结果 根据这一算法,可由已采集到的ICT切片数据来重建出三维物体的表面。结论 本文对ICT切片数据给出了比较全面的重构过程。     

基于多视点图像的人脸表面光场重构

为了实现任意新视点下三维人脸模型的绘制,针对三维人脸模型数据的特殊性,提出一种借助一般三维人脸模型基于稀疏多视点图像重建特定人脸表面光场的方法,该方法改进了Laplacian网格变形技术,实现了一般人脸三维模型到多视点图像中特定人脸三维模型的变形,避免了直接扫描人脸模型的操作复杂、模型粗糙、数据量大等缺点。最后,通过任意视点下人脸模型绘制验证了基于多视点图像重构获得的人脸表面光场数据的有效性。     

基于四维光场数据的深度估计算法

基于光场数据的四维结构信息,提出一种具有像素级精度的深度估计算法,为三维表面重构提供精确的深度信息.首先,由光场数据中视差与视点位移的等比关系,给出基于光场数据的区域匹配算法,得到初步视差图.其次,基于区域匹配的误差来源建立新的置信函数,对误匹配像素进行分类并优化,得到高精度的深度图.采用公开的HCI标准光场数据和实拍的光场数据进行了算法验证和成像精度评测.结果表明,与已有的算法相比,新算法具有更好的计算精度,在平滑区域和边缘遮挡区域有较好效果.     

零件轮廓表面检测与三维重构技术的研究

基于零件实物样件的几何模型反求技术已成为CAD/CAM领域的研究热点之一,现提出一种基于面结构光投影法的复杂零件轮廓表面检测与三维重构技术.此技术通过向被测物体表面投射条纹光栅,得到包含物体表面形状的畸变条纹,畸变条纹图像由CCD拍摄并传送至计算机,通过对畸变条纹图像的分析处理,得到被测物体表面的三维外形数据信息.根据检测得到的三维点云数据的特点,用基于曲率抽样的拓扑矩形阵列进行了NURBS曲面拟合.实验结果表明基于面结构光投影法的重构系统具有检测准确、快捷、非接触等特点,且能对复杂零件外形进行有效检测与三维重构.     

基于松弛迭代法实现物体三维结构的重建

提出了一种重构三维物体表面的松弛迭代算法.该算法把与物体的输入图像上相匹配点做为初始值.这组匹配点的值是稀疏的而且不用要求很精确.把重构的三维表面表示成二维矩阵的形式,矩阵中的每个元素代表三维图像上匹配点的值.为了使最终重构的表面精确,通过迭代对这组点的值反复更新.随着迭代深度的不断加大,重构的表面越精确.实验结果给出了复原后的三维图,并时其进行分析.     

基于散乱点云内部特征的网格重建

提出了一种对三维散乱数据点进行可靠重建的算法.通过组合二次误差势能函数和极值曲面,建立了描述点云内部分布特征的贝叶斯概率模型.在迭代收缩进行降噪处理的过程中,同时保持物体的形状特征.对于降噪后的点云,按照表面复杂程度进行自适应的筛选产生新的点集.将一种新的非Delaunay三角化方法应用到筛选点集中,通过空间圆球沿着物体表面不断增长来快速搜寻邻近点,并权衡Delaunay优化准则和尖锐特征度量来构造新的三角形.实验结果表明,该算法能够充分体现点云的网格化细节特征,具有快速、稳定可靠的优点.     

移动最小二乘重采样在三维重建中的应用

针对地面三维激光扫描仪采集的多站点点云数据受配准精度和重叠区域的影响,经多视角对齐后生成带有大量噪声和冗余的散乱点云从而影响曲面重建的问题,提出一种基于移动最小二乘重采样的算法：计算点云的ｋ邻域,建立散乱点云的空间拓扑关系,选择合适的基函数和权函数,建立局部拟合区域的拟合函数,结合体素化网格模型实现点云的重采样,分别使用Ｃｒｕｓｔ算法和逆向工程软件ＧｅｏｍａｇｉｃＳｔｕｄｉ -ｏ对重采样的点云进行曲面重建。结果表明：该算法在保证局部细节特征清晰的基础上,能够提高模型表面的光滑性和三维重建的效率,具有很高的实用价值。     

植物景观三维图像边缘锐化方法

针对当前植物景观三维图像表面点自相似性系数较低,边缘锐化效果较差的问题,提出基于色调映射和颜色特征分解的植物景观三维图像边缘锐化方法.采用稀疏线性组合方法进行植物景观三维图像的边缘轮廓特征分解,提取植物景观三维图像的边缘分块特征量;根据植物景观的表面点、细节区域进行植物景观图像超分辨率重构和模板匹配,重建植物景观图像的整体直方图分布模型,采用色调映射和颜色特征分解方法,获得植物景观三维图像边缘锐化表面点自相似性系数.仿真结果表明,该方法获得的自相似性系数较高.     

植物景观三维图像边缘锐化方法

针对当前植物景观三维图像表面点自相似性系数较低,边缘锐化效果较差的问题,提出基于色调映射和颜色特征分解的植物景观三维图像边缘锐化方法.采用稀疏线性组合方法进行植物景观三维图像的边缘轮廓特征分解,提取植物景观三维图像的边缘分块特征量;根据植物景观的表面点、细节区域进行植物景观图像超分辨率重构和模板匹配,重建植物景观图像的整体直方图分布模型,采用色调映射和颜色特征分解方法,获得植物景观三维图像边缘锐化表面点自相似性系数.仿真结果表明,该方法获得的自相似性系数较高.     

寻找三维散乱数据点拓扑结构的一种算法

以三维坐标测量机测量得到的曲面数据点点云为基础，提出了一种基于包围盒的自动寻找三维散乱数据点之间拓扑结构的算法。该方法根据三维点集的分布特点，将实体表面的采样点分布到正六面体包围盒中，利用包围盒空间分割原理，建立点集之间的拓扑结构关系，并根据采样点密度，剔除噪声点，提高了曲面重建的准确性。     

三维集成成像系统中物体三维信息的重建方法

依据三维集成成像特性,以立体视觉理论为基础,提出了一种基于点对匹配的单元图像立体匹配算法,建立了单元图像像素到重建三维物体点的精确映射关系,实现了三维集成图像的重建.最后,提出一种符合人眼视觉观测效果的评价尺度,定量分析了不同设计参数对三维图像重建结果的影响。     

三维动态人脸图像的高精度填充重构算法设计

现有的图像重构算法未进行立体匹配处理,导致重构的图像与原图像相比在细节方面差距较大,甚至出现失真.为此,进行了三维动态人脸图像的高精度填充重构算法设计.采集二维人脸图像,进行相机标定、图像灰度化、图像滤波等预处理;利用算子提取人脸图像特征点并根据特征点分布进行立体匹配;对立体匹配后的特征点进行划分,得到人脸特征网格组成的三维模型;将二维图像中的纹理映射到三维模型上,实现三维重构.结果表明:所设计的算法减少了重构图像与原图像在细节上的差距,解决了重构图像的失真问题.     

一种新的基于重采样的曲线重建算法

提出了一种新的对原始点云进行k-近邻跟踪重采样的曲线重建算法.首先通过人为规划得到面部模型的特征线点云;采用k-近邻搜索和空间划分的策略, 确定跟踪点列得到一个简化有序的重采样点云, 再用B样条的反求来重构曲线模型;最后利用VC6. 0实现了上述算法和基于MLS原理的重采样算法.实验表明, 提出的重采样算法重构的曲线模型不仅质量好且重构效率较高.     

基于相移结构光重建的三维数字化服装建模

针对服装动态虚拟展示中三维数字化服装建模问题,提出了一种面向实体服装的相移结构光重建方法.应用格雷码结构光编解码和4步相移相位重建结合相位跳变修正算法,得到高精度服装三维结构光解码相位数据.以张正友摄像机定标算法进行摄像机/投影仪系统标定和计算机视觉中的对极几何原理进行三维点云数据重建,并采用迭代最近点(ICP)算法,对基于多角度旋转采集到的服装图像数据进行三维点云拼接重建,生成了实体数字化服装模型.几组服装的重建结果表明,相移结构光重建方法能够实现实体着装的数字化建模功能.     

冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法

为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法． 针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应 的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs汉密尔顿函数和牛顿迭代相结合的快速扫描算法完成了该方程 的求解,实现表面缺陷三维信息的提取．利用合成图像和表面缺陷图像进行三维重构实验,结果表明该算法 重构精度高,验证了改进光照模型的正确性．该三维重构算法能够有效地提取冷轧带钢表面缺陷三维信息, 有助于提高表面缺陷分类识别性能     

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.