球面全景图像的拼接算法研究

在分析球面图像拼接算法的参数模型,基本原理和实现方法的基础上,提出了球面全景图像拼接的优化算法,取得了良好的拼接效果。     

球面全景图像的拼接算法研究

在分析球面图像拼接算法的参数模型、基本原理和实现方法的基础上,提出了球面全景图像拼接的优化算法,取得了良好的拼接效果。     

球面全景图像生成技术的研究

球面全景图可以任意改变观察视角,在场景的构造中具有重要的作用.针对球面投影过程中存在的变形问题,用双线性插值算法求出变换结果图像中的像素值,较好地解决了变形问题.在此基础上,采用基于灰度相关,由粗到精的图像拼接方法进行拼接.实验结果表明,经插值后进行拼接的球面全景图像能达到较好的视觉效果.     

基于WebBrowser的地图块图像拼接

提出了提取地图块中的文字对象进行模板匹配的图像拼接算法,实现了地图块的无缝拼接,得到了清晰、完整的宽视角全景地图图像.该拼接技术具有精度高、速度快和操作方便等特点.     

图像拼接技术在案件现场全景重建领域的应用研究

本文将采集的几组现场图像进行拼接得到整个场景的柱面、球面全景图像,通过分析不同类型的全景图像在原图像的采集、图像的拼接、覆盖范围等方面在案件侦查过程中的优缺点,得出球面全景图原图像采集方法简单,需要的原始图像数量少,球面全景图覆盖范围广的优势更适合案件现场的全景重建,对案情分析阶段的案件现场三维模拟仿真,案发过程的动态反演提供很好的现实依据。     

图像拼接技术在案件现场全景重建领域的应用研究

本文将采集的几组现场图像进行拼接得到整个场景的柱面、球面全景图像,通过分析不同类型的全景图像在原图像的采集、图像的拼接、覆盖范围等方面在案件侦查过程中的优缺点,得出球面全景图原图像采集方法简单,需要的原始图像数量少,球面全景图覆盖范围广的优势更适合案件现场的全景重建,对案情分析阶段的案件现场三维模拟仿真,案发过程的动态反演提供很好的现实依据。     

基于改进ORB特征检测的全景视频拼接

针对全景视频拼接中算法复杂度高且拼接后的视频存在拼接裂缝和"GHOST"现象的问题,提出一种基于改进ORB特征检测的全景视频拼接方法。首先采用多尺度空间来检测特征点以及对检测参数进行设置,使得ORB算子具有尺度不变性且分布均匀;然后采用Hamming距离进行特征匹配并采用RANSAC算法去除误匹配点;最后通过采用复杂度较低的动态规划算法找到最佳缝合线,并对拼接后的图像采用泊松融合进行平滑处理。将Ladybug全景摄像机拍摄的1帧兰州西科站全景视频图像进行仿真实验。仿真结果表明,该全景视频拼接方法在实时性方面表现优异,对存在的拼接裂缝和"GHOST"现象有很好的抑制作用。     

基于特征点的图像拼接方法

提出了一种基于特征点匹配的全景图像拼接方法.该方法首先利用sift算法提取各图像中的特征点并利用Harris算法对图像特征点提取进行了优化,然后采用基于K-d树的BBF算法查找和确定初始匹配点对,完成特征点的粗匹配,再根据图像配准结果使用稳健的RANSAC算法对粗匹配的特征点进行筛选,计算出图像间变换矩阵H,最后采用渐入渐出的加权平均的融合算法对两幅图像进行无缝拼接,形成一幅完整的全景画面.实验结果验证了该方法的有效性,拼接效果较好.     

基于最小路由代价树的大规模显微图像拼接方法

为了对大规模显微图像进行高质量的拼接,首先提出拼接图的概念及获得高质量全景图像的3个原则,然后采用分块-空间聚类算法配准相邻图像,同时评估配准质量,并计算拼接图的边的权值;最后在此基础上,提出了一种基于最小路由代价生成树的图像拼接方法,该方法通过计算拼接图的最小路由代价生成树来确定所有图像的全局位置,并用来生成全景图像。实验结果表明,该方法可获得高质量的全景图像。     

基于嵌入式系统的全景图像拼接系统设计

图像拼接是制作全景图的关键技术,但目前图像拼接算法主要应用于PC机。PC机虽然处理速度较快,但体积较大,不易携带也不灵活。本文基于嵌入式系统实现了全景图像的自动拼接系统,该系统能自动采集图像,并利用基于区域相关的图像拼接算法对采集的图像进行拼接,最终得到全景图像。实验证明,本文设计的基于嵌入式系统的全景图像拼接系统对静止环境下的图像拼接具有较好的效果。     

基于KL散度和近邻点间距离的球面嵌入算法

针对现有球面嵌入算法在非近邻点间的距离度量不准确或缺失的情况下,不能有效地进行低维嵌入的问题,提出了一种新的球面嵌入算法,它能够只利用近邻点间的距离,将任何尺度的高维数据嵌入到单位球面上,同时求出适合原始数据分布的球面半径。该算法从一个随机产生的球面分布开始,利用KL散度衡量每对近邻点间的归一化距离在原始空间和球面空间中的差异,并基于此差异构建出目标函数,然后再用带有动量的随机梯度下降法,不断优化球面上点的分布,直到结果稳定。为了测试算法,模拟产生了两类球面分布数据：分别是球面均匀分布和球面正态分布的数据。实验结果表明,对于球面均匀分布的数据,即使在近邻点个数很少的情况下,仍然能够将数据准确地嵌入球面空间,嵌入后的数据分布与原始数据分布的均方根误差（RMSE）低于0.00001,且球面半径的估算误差低于0.000001;而对于球面正态分布的数据,在近邻点个数较多的情况下,该算法也可以将数据较准确地嵌入球面空间。因此,在非近邻点间距离缺失的情况下,所提方法仍然可以较准确地对数据进行低维嵌入,这非常有利于数据的可视化研究。     

等球Packing问题的序列对称换位算法

为处理等球Packing问题,在基本拟物算法的基础上设计了序列对称换位策略,形成了一个启发式的序列对称换位算法。在球形容器内装填1～50个等球时,此算法改进了其中45项当前记录。特别地,此算法成功将68个半径为1的等球装进半径小于5的球形容器。此结果证否了一个猜想,该猜想认为半径为5的球形容器至多只能装下67个半径为1的等球。其结果的质量说明了序列对称换位算法的有效性。     

As-rigid-as-possible spherical parametrization

In this paper, we present an efficient approach for parameterizing a genus-zero triangular mesh onto the sphere with an optimal radius in an as-rigid-as-possible (ARAP) manner, which is an extension of planar ARAP parametrization approach to spherical domain. We analyze the smooth and discrete ARAP energy and formulate our spherical parametrization energy from the discrete ARAP energy. The solution is non-trivial as the energy involves a large system of non-linear equations with additional spherical constraints. To this end, we propose a two-step iterative algorithm. In the first step, we adopt a local/global iterative scheme to calculate the parametrization coordinates. In the second step, we optimize a best approximate sphere on which parametrization triangles can be embedded in a rigidity-preserving manner. Our algorithm is simple, robust, and efficient. Experimental results show that our approach provides almost isometric spherical parametrizations with lowest rigidity distortion over state-of-the-art approaches.     

Approximating centroids for the maximum intersection of spherical polygons

This paper considers the problem of investigating the spherical regions owned by the maximum number of spherical polygons. We present a practical O(n(v+I)) time algorithm for finding the approximating centroids for the maximum intersection of spherical polygons, where n, v, and I are, respectively, the numbers of polygons, all vertices, and intersection points. In order to elude topological errors and handle geometric degeneracies, our algorithm takes the approach of edge-based partitioning of the sphere. Furthermore, the numerical complexity is avoided since the algorithm is completely spherical.     

三维装配约束推理的球面几何和球面机构法

分析了装配姿态约束和位置约束的可解耦性,提出求解姿态约束的球面几何和球面机构法.将姿态约束的组合分为可操作和不可操作的情形,可操作的情形利用简单的球平面中平移、旋转和刚性变换推理,快速地判定冗余约束和求解约束;不可操作的情形利用球面四杆机构求解.该方法具有很强的几何解释性和可操作性,降低求解复杂度.该方法在自主研发的CAD浏览器系统InteVue中实现.     

球体散射场计算前置处理中的球面剖分算法

基于球体电磁散射计算,提出了一种新型高精度球面剖分算法——球面三角自适应剖分算法。通过阐述新算法的基本思想、步骤和特点,从几何变形、收敛性和剖分单元数等三个方面,对该算法剖分模型与QTM模型进行了形状特性和剖分复杂度的定量比较分析;针对球体散射计算实例,验证了新算法的正确性与有效性。结果表明:相对于QTM模型,新算法剖分模型的几何变形小、相似程度高、所需剖分单元少,并且具有较高的计算精度。     

The spherical visibility map

We introduce a novel representation for visibility in three dimensions and describe an efficient algorithm to construct it. The data structure is a spherical map that consists of a doubly-connected edge list embedded on the surface of a sphere. Each face of the spherical map is labeled with the polygon visible in the corresponding cone. We demonstrate that the algorithm is efficient and robust by presenting the statistics of its time and space requirements for handling several classes of input.     

面向全球数值天气预报模式的加权等积并行数据划分算法

极区计算对全球数值预报模式设计的重要性主要体现在2个方面:模式动力框架中的极区处理和极区并行数据划分带来的并行负载不平衡问题.其中后者是全球数值预报模式大规模并行计算的性能瓶颈,对此提出一种新的基于加权等积的球面数据划分算法.该算法以球带数目和权函数为参数,将南北两极分别划分到单独的子区域,形成极点通区,使从极点到赤道方向每个纬度对应的子区域数目逐渐增多,灵活地实现球面网格的高质量划分.从理论上分析该算法的划分质量后,以基于球谐谱的浅水波模式PSTSWM为实验平台,验证了提出的划分算法具有很好的并行划分性能以及可扩展性.结合我国自主设计的GRAPES全球模式,展望了该算法的应用前景.     

LAMOST焦面板数学建模与仿真

焦面板是大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜的一个重要部件,它是一个球面孔群结构,孔的位置精度直接影响到系统的成像质量.建立焦面板孔群中心点位置的数学模型并进行仿真不仅是进行优化孔群分布的需要,也是进行后续数控加工的需要.空间球坐标投影算法,解决了在球面上近似均匀分布孔群的难题,并利用科学计算工具MATLAB进行了数学建模与仿真.最后给出了仿真结果和孔群中心点位置的三维坐标,并提出了其他的改进方案.结果表明,该算法能有效地提高焦面板的孔位精度,满足了LAMOST的需要.     

球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法及其收敛性分析

在计算曲面Ricci Flow时,会因为三角网格中存在过小的角而出现不收敛的情况。针对这种不收敛的问题,提出一种提高最小角角度的球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法。首先,给出球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法。它的核心操作有两个：1）如果某条Delaunay劣弧被"侵占",通过添加Delaunay劣弧中点分割Delaunay劣弧;2）如果存在"瘦"球面三角形,通过添加球面三角形外接球面小圆圆心分解球面三角形。然后,利用局部特征尺度探索出所提算法的收敛条件并给出输出顶点的一个上界公式。根据实验输出的网格验证,所提算法网格生成的球面三角形没有狭小的角,适合用来计算Ricci Flow。