基于二维视图特征的三维重建

在分析现有ＣＡＤ二维参数化设计,三维参数化设计以及三维重建方法的基础上,基于工程图图形的整体宏观性,图形拓扑性及三维视图的投影规律,提出了二维视图特征的概念及一种新的工程图处理方法。     

图像三维重建中的特征点匹配方法研究

针对传统三维重建中点特征匹配算法的局限性,提出了基于相关系数的图像点特征匹配方法,实现了对图像点特征匹配与三维重建同步进行的目的。基于同一物体的两幅图像,给出了其特征匹配和三维重建的算法,并通过实验数据分析了此算法的有效性。     

带有未知匹配的图像线特征三维重建方法的研究*

为了解决传统三维重建过程中线特征匹配速度慢、建模与匹配过程脱节的问题,提出了基于相关系数的图像线特征匹配的方法,运用此方法对同一物体的三幅图像进行了特征匹配和三维重建。建立了目标物体的三维模型,达到了对物体线特征匹配与三维重建同步进行的目的。通过对所得实验数据分析,可以证明此算法对于物体的三维重建是有效的。     

VR环境下基于特征并行匹配的多视图三维重建

传统重建方法因对多视图特征的处理能力有限,导致重建结果存在质量低的问题.针对上述问题,研究设计了基于特征并行匹配的多视图三维重建方法.首先利用摄像机设备获取VR环境中的多视图三维数据,并通过径向校正、降噪以及运动恢复三个步骤实现对初始图像数据的预处理.然后以并行化的形式检测多视图中的特征点,并实现对特征的提取与匹配.结...     

X射线图像三维重建的自标定优化算法

根据X射线图像成像特点,提出一种适用于X射线图像三维重建的自标定算法。首先基于SIFT算法得到相邻2幅X射线图像对应轮廓特征匹配关系;然后根据匹配关系计算得到基础矩阵;接着根据基础矩阵估计X射线无损检测设备内参数初值;最后基于改进Kruppa方程优化内参数,得到X射线图像三维重建自标定内参数。根据优化前后的内参数建立的电力金具三维模型,从形状和关键尺寸误差2方面进行对比,结果表明优化后的内参数具有较高的精度和可靠性。     

多尺度卷积三维重建特征点检测方法

为提高特征点检测的质量和性能,实现间接提高三维重建的模型效果,建立一个多尺度卷积的特征点检测模型。参考多尺度模型思想,设计一个通过有监督的学习,使用卷积运算检测点特征点的方法;在融合多尺度与视觉注意力机制的基础上,通过恒等映射改善图像特征丢失的缺点,提高特征点检测的重复率。通过在不同数据集上进行测试,有效检测到大量准确且重复的特征点,相比于同类方法,有效降低了检测的时间成本。     

三维重建中点云模型与纹理图像的配准

研究三维立体图像优化问题,实现高真实度的纹理图.由于立体图像重建过程产生累加误差,影响匹配精度.目前半自动和自动纹理贴图中三维扫描数据与高分辨率纹理图像对应点配准精度低、计算量大.为解决上述问题,在标准ICP(Iterative Closest Point)算法的基础上,提出一种改进的LM-ICP 2D和3D配准算法.通过法向量内积加权的最近点迭代,动态更新特征对应,减小误匹配点对配准精度的影响,并利用LM(Levenberg-Marquardt)算法优化投影矩阵.采用真实数据进行仿真.实验表明,提出的算法能得到精度高、真实性强的匹配图像效果,为设计提供参考.     

参数化特征造型技术研究

参数化技术通过规则或代数方程的形式定义了尺寸或要素之间的约束关系，实现对已建模型的动态修改，大大提高了设计的自动化程度；作为解决ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成接口问题的特征造型技术，将参数化的思想与方法吸收进来，并有机结合，产生了先进的参数化特征设计方法，成为现代ＣＡＤ领域的重要研究方向。本文详细介绍了一个参数化特征造型系统中参数化特征技术的具体应用与实现方法     

基于冠脉造影图像的导引丝三维重建

在对冠状动脉感兴趣血管段进行造影图像和血管内超声图像融合的过程中,导引丝的三维重建精度成为融合效果的关键因素.首先对初始重建的导引丝等间距选取6对匹配点,然后通过构造能量函数,在利用动态规划求其能量函数最小值的过程中对此6对匹配点优化,最后利用单面冠脉造影图像进行导引丝的三维重建.重建的误差统计结果表明:优化方法有效地提高了导引丝三维重建的精度.     

基于手持单相机序列图像的三维重建

提出了基于手持单相机序列图像的射影和欧氏重建方法。利用编码点确定单相机的外部姿态参数,非编码点确定空间点的三维坐标。施加绝对二次曲面的本质条件到射影畸变矩阵中,提高了算法的鲁棒性。实验结果表明,该方法的3D重建结果精确可靠,能够满足逆向工程等应用的要求。     

An Efficient and Accurate Method for 3D-Point Reconstruction from Multiple Views

In this paper we consider the problem of finding the position of a point in space given its projections in multiple images taken by cameras with known calibration and pose. Ideally the 3D point can be obtained as the intersection of multiple known rays in space. However, with noise the rays do not meet at a single point generally. Therefore, it is necessary to find a best point of intersection. In this paper we propose a modification of the method (Ma et al., 2001. Journal of Communications in Information and Systems, (1):51–73) based on the multiple-view epipolar constraints. The solution is simple in concept and straightforward to implement. It includes generally two steps: first, image points are corrected through approximating the error model to the first order, and then the 3D point can be reconstructed from the corrected image points using any generic triangulation method. Experiments are conducted both on simulated data and on real data to test the proposed method against previous methods. It is shown that results obtained with the proposed method are consistently more accurate than those of other linear methods. When the measurement error of image points is relatively small, its results are comparable to those of maximum likelihood estimation using Newton-type optimizers; and when processing image-point correspondences cross a small number of views, the proposed method is by far more efficient than the Newton-type optimizers.     

多特征三维稠密重建方法

基于图像的立体重建技术直接通过多幅二维图像获取物体的三维数据模型,建模自动化程度高,且不需要任何先验信息和特殊硬件支持。但对于具有精致雕刻的中国古式建筑以及非平行拍摄的大型室外场景,现有的基于图像的三维重建技术重建模型往往存在细节信息丢失、数据散乱现象,使得重建结果不够精确。针对这一问题,综合考虑模型的光照信息、纹理阴影、凹凸感等多种特征,通过给出特征候选点匹配策略及对初始点云的可靠性排序,提出了一种多特征三维稠密重建算法MFPMVS（patch with multiple features based multi-view stereopsis）。实验表明,MFPMVS算法与经典的PMVS（patch based multi-view stereopsis）算法相比,重建得到的三维点云更加密集;凹凸感较强的模型重建细节更为细腻;仰拍得到的模型重建结果中漏洞明显减少,边缘细节信息更加完整。算法能够更稳定、鲁棒地重建出物体的三维模型,具有很高的实用价值。     

Projective Reconstruction from Multiple Views with Minimization of 2D Reprojection Error

The problem of projective reconstruction by minimization of the 2D reprojection error in multiple images is considered. Although bundle adjustment techniques can be used to minimize the 2D reprojection error, these methods being based on nonlinear optimization algorithms require a good starting point. Quasi-linear algorithms with better global convergence properties can be used to generate an initial solution before submitting it to bundle adjustment for refinement. In this paper, we propose a factorization-based method to integrate the initial search as well as the bundle adjustment into a single algorithm consisting of a sequence of weighted least-squares problems, in which a control parameter is initially set to a relaxed state to allow the search of a good initial solution, and subsequently tightened up to force the final solution to approach a minimum point of the 2D reprojection error. The proposed algorithm is guaranteed to converge. Our method readily handles images with missing points.     

基于单幅线条图的三维立体重建方法综述

从单幅线条图重建物体的三维立体结构是机器视觉领域的一个重要问题。它的应用范围包括基于手工绘制的立体设计与创作、将现有的工程线框模型图转换为三维模型、基于自然图像的三维建模、图像理解和检索等。从不同的角度对现有的相关方法进行了分类,并重点从所用算法分类的角度回顾了现有的相关方法。最后总结了基于幅线条图的三维立体重建方法的现状和不足,指出了未来的研究发展方向。     

基于专家系统的二维投影视图的三维实体重建

在分析以往三维实体重建策略的基础上，根据实体投影视图的特征，提出了局部相似的识别策略，将复杂实体视作体素和体素截割体等子体元素的集合，根据视图上搜索到的投影线，对组成实体的子体元素做出判断．本文介绍了实现该重建策略的专家系统，给出了知识库中的框架知识表示形式，并为识别对象提供了相应的框架知识表达方式．实验证明，该策略是方便可行的．     

3D Reconstruction from 2D Line Drawings only with Visible Vertices and Edges

The human vision system can reconstruct a 3D object easily from single 2D line drawings even if the hidden lines of the object are invisible. Now, there are many methods have emulated this ability, but when the hidden lines of the object are invisible, these methods cannot reconstruct a complete 3D object. Therefore, we put forward a new algorithm to settle this hard problem. Our approach consists of two steps： （1） infer the invisible vertices and edges to complete the line drawing, （2） propose a vertex-based optimization method to reconstruct a 3D object.     

从正交三视图重建复杂组合体

针对具有复杂遮挡关系的组合体三视图轮廓搜索不完备的问题,提出基于动态子视图划分的投影轮廓搜索算法.在应用传统角度判别法找出三视图中所有基环后,以基环为线索动态地划分单向子视图并搜索惯性环,对已找到的环进行二元组匹配,依据二元匹配组动态地划分双向子视图并搜索惯性环;从已找到的所有环中搜索基本形体的投影轮廓,通过拉伸或旋转构建基本形体,对基本形体应用正则布尔运算形成三维形体.实验结果表明,该算法可以完备地搜索出构成复杂组合体的基本形体投影轮廓,包括被遮挡的部分,保证了三维重建的正确性.     

基于全周多视角的三维重建技术

提出一种基于圆分度台的三维模型拼接技术,其核心是把双目立体测量系统安装在步进电机控制的旋转平台上,旋转拍摄多视角下的场景影像,由所记录的相应角度值,通过坐标变换将不同视角场景模型进行三维拼接．论述了旋转装置的参数标定以及同一视点下不同视角的坐标转换关系．该方法只需一次标定,自动完成测量数据的采集与拼合,非常适合于近景场景下的三维数据采集与重建．实验结果表明,系统具有较高的拼合精度．     

基于专家系统的二维剖面图的三维实体重建

在分析以往三维实体重建策略的基础上,根据实体二维剖面图的特征,提出了基于专家系统的二维剖面图的三维实体重建技术。论文从工程应用的角度出发,给出了专家系统的重构模型和知识库的框架知识表示形式,在此基础上主要讨论了三维实体表面的离散化以及基于离散网络模型的推理算法,最后结合开放图形连接库OpenGL技术开发了一套矿床三维模型仿真系统。运行结果表明该三维实体重建方法操作简单、实用性强,具有很好的推广应用前景。