基于描绘单幅图像的三维树木交互建模系统

为了提高树木建模的真实感与可交互性,提出了一种基于单幅树木图像或直接手绘的交互式植物建模系统。系统根据植物形态学规律构建了标准三维树木的模板。通过描绘图像中树的主要枝干,结合叶序周规律,基于三维模板树将其从二维图像变换到三维模型,并通过弯曲、增加和删除枝干以及添加树叶等交互式操作生成和修改三维树木模型。实验结果表明,该系统能便捷快速地生成真实感较强的三维树木。     

基于单幅图像成像一致性的组合式建筑交互建模

在组合式建筑建模中,针对单幅建筑物图像提供的信息量少、建筑物部件之间的相互遮挡等局限性,提出一种"部件建模-联合优化"的组合式建筑交互建模方法.首先根据输入的单幅建筑物图像,用户标注图像上建筑物单个部件的6个顶点,系统获取顶点坐标并利用其与三维几何体顶点之间的对应关系构建长方体初始部件模型,使得其投影与图像上的部件轮廓相匹配,以实现相机标定;然后对选定的初始部件模型进行交互式编辑以生成相邻的部件,并使得生成的相邻长方体部件投影与图像上的相应部件轮廓相匹配,基于相机内参的成像一致性完成建筑物相邻部件的重建;最后利用组合式建筑建模的投影误差和共面约束误差进行联合优化,生成精确的组合式建筑物模型,并利用建筑物纹理的对称性合成真实的三维组合式建筑.利用.NET平台下的Emgucv库和OpenGL库实现基于单幅图像的建筑物三维建模,实验结果表明,该方法能方便高效地重建单幅图像中的组合式建筑物,且具有较强真实感.     

基于单幅图像的三维信息提取

针对单幅图像提取三维信息困难,设计了一种基于单幅图像的三维信息提取算法。该算法首先需要标定摄像机,得到摄像机从三维到二维的成像矩阵M3×4,并计算M3×4的伪逆矩阵M+4×3,其本质是通过最小二乘法求解矛盾方程组;利用M+4×3提取二维单幅图像中的三维信息,再把这些三维信息投影到一个平面上显示出来。实验表明,单幅图像目标物体必须满足共面等约束条件,从而可以对目标物体的三维信息做定性分析(定性视觉)。此外,还对三维空间投影到二维图像的过程进行了理论推导,得出了如果没有足够的先验知识,成像过程不可逆的结论。     

基于单幅图像的海南生态资源三维图像重构与建模方法

论文研究网络三维交互技术(Web3D)环境下基于二维图像的三维图像重构、几何建模技术及可视化方式。通过对海南生态资源物种的特点及形态特征分析,研究其3D几何模型数据的三维建模与三维图像重构方法,提出适合海南生态资源媒体的3D模型数据的建模方法和可视化方式,给出了海南生态资源Web3D模型数据库的技术框架。研究成果为设计开发海南Web3D数字生态博物馆系统提供技术支持和数据服务,为生态物种的数字化图像信息采集起到借鉴和参考作用。     

基于单幅建筑物图像的太阳光方位角恢复

在建筑规划和历史遗迹重建等领域，需要在重建的场景中添加、删除虚拟物体。能否获得图像拍摄时刻的光照信息，是决定最终合成图像的照片级真实感程度的重要因素之一，本文对基于单幅建筑物图像的光源方向检测技术进行了研究。把户外的太阳光看作为平行光，在建筑物坐标系中其方向可以用方位角和仰角表示。利用图像中建筑物表面阳光强度值的变化来确定方位角。在此基础上，可以利用建筑物表面突出部分与其阴影之间的关系来确定仰角。这项技术可以应用于大多数建筑物的重建系统中。     

基于灭点的单幅图像建模

针对人造物体场景的特点，用人机交互的方法标出物体的平行线和特征点，利用灭点计算出相机的内部参数，进一步计算出旋转矩阵。再根据物体的几何约束关系，得到平移向量和物体模型的空间信息。然后从图像中提取纹理，经过变换后，映射到模型上去，使之具有相片般的真实感，并能够进行实时漫游。     

基于单幅图像的人脸三维姿态估计

针对单张人像的三维姿态计算,结合面貌测量和射影几何的理论提出了一种方法：首先在人面部的平面区域内,选取眼角点,口角点,鼻翼点建立人脸模型;然后根据人脸平面上两个相互垂直的特征线投影到照片上的灭点位置,求出人脸平面的旋转方向。该方法特征点易于标定,且无需任何的辅助设备和先验知识,具有一定的实用性。     

一种单幅图像及其辅助曲线的三维建模方法

针对单幅图像的三维建模存在对用户的建模意图还原度不高、模型不够真实的问题,提出了一种通过构造曲线和辅助曲线来创建三维模型的方法.离散图像并补全构造曲线,为每条构造曲线添加辅助曲线.寻找离散后构造曲线间的对称关系并设置对称平面,计算曲线在三维空间中的位置.移动、旋转辅助曲线,得到三维模型,根据特征点位置和类型组合三维模型.实验结果表明,该方法得到的三维模型较符合用户的建模意图,同时具有算法简单、建模速度快、实用性强等特点.     

基于卷积神经网络的单幅图像三维人脸重建

利用单幅二维图像进行三维人脸重建是图像处理研究领域的热点问题.受深度卷积神经网络(CNN)和三维形变模型(3DMM)的启发,提出一种采用CNN回归3DMM形状和表情参数的方法,进行三维人脸重建.在CNN模型VGG-16的基础上设计一种VGG-BN的改进网络模型,通过在每个卷积层后加入批归一化层,优化网络模型性能;并采用...     

单幅RGB-D图像本征图像交互分解算法

为使分解结果可保留光照的空间变化性,获取较为准确的本征图像分解结果,提出一种单幅RGB-D图像本征图像交互分解算法.首先提出了一个包含远距离光照项、近距离光照项和材质项3个本征属性部分的本征图像模型,以模拟光照的空间变化性;之后利用球面调和函数估计场景远距离光源分布,为提高分解的准确性,将恢复的光照分布作为先验约束,设计能量函数求解远距离光照项;最后通过用户交互指定部分材质相同但光照条件不同的像素,并设计算法将用户交互约束传递至全图,从而实现对于场景材质图像及近距离光照图像的求解.实验结果证明,该算法是有效的.     

基于单幅图像的三维浏览图生成算法

传统的建模方式非常复杂,而日常生活中拍摄的多数照片本身包含着足够几何信息,于是文中提出了从单幅图像中直接生成具有三维动态效果的系列图片的设想。首先需要用户简化勾画出图像的遮挡关系,然后将图像按遮挡关系进行分层,针对每一个图层,根据提取出的特征边缘来识别出有意义的空间信息,最后从新的视角出发,重定景物间的关系和相对位置,进而生成具有三维浏览效果的图像。实验结果表明,该方法在用户简单参与下能得到良好效果。     

基于单幅图像的三维对称自由形体重建

为了方便快捷地重建出输入图像中的物体,基于单幅图像,提出一种利用二维手绘线画图重建生成三维对称自由形体的方法.在以单幅图像为背景的画布上,用户首先根据图像中的物体位置为待重建模型指定一个对称面;然后为确定了对称面的物体绘制出其各个子部分的手绘线条,每个子部分通常由4条手绘曲线表示,即1对对称曲线和1对非对称的一般曲线,对称曲线的深度坐标信息可以利用物体对称面信息进行计算,一般曲线的深度坐标信息则可以由同一子部分的三维对称构造曲线计算得到;利用恢复了深度信息的三维构造曲线,自由形体的每个部分可以分别由1对对称构造曲线和1对非对称构造曲线利用旋转混合方法生成其参数曲面,并离散化为三角网格表示;根据输入图像中物体的纹理信息进一步合成自由形体每一部分的表面纹理,最终得到三维物体.实验结果表明,该方法得到的三维自由形体具有较强的真实感.     

基于单幅图像的三维浏览图生成算法

传统的建模方式非常复杂,而日常生活中拍摄的多数照片本身包含着足够几何信息,于是文中提出了从单幅图像中直接生成具有三维动态效果的系列图片的设想。首先需要用户简化勾画出图像的遮挡关系,然后将图像按遮挡关系进行分层,针对每一个图层,根据提取出的特征边缘来识别出有意义的空间信息,最后从新的视角出发,重定景物间的关系和相对位置,进而生成具有三维浏览效果的图像。实验结果表明,该方法在用户简单参与下能得到良好效果。     

基于图像的树木三维建模

提出基于图像的造型方法,实现对树木的形态结构的三维重建。用单数码相机拍摄两幅图像,从图像上提取树木枝干的相关信息,然后分析实测数据得到树木的分枝信息,结合两组信息重建树木的形态结构。     

基于交互变形的树木三维建模研究

通过对树枝的交互变形处理,提供了一种能美化树木形状的三维建模方法。该方法由三部分组成：基于交互变形的树木三维表示模型、树枝的交互选择机制及对所选择树枝的变形处理。树枝变形分基本为形和综合变形两种,基本变表提供对树枝增删、伸缩、弯曲、旋转等简单变表操作;综合变形以基本变形为基础、以美学理论为准则对对木形状进行整体的美学控制。文中提供的方法既可与现有树木生长建模方法结合使用,也可独立运用,以达到对树木形状的建模和美化处理。     

基于增强现实技术的三维交互建模

为简化现有CAD界面的专业性和复杂性,采用增强现实技术将二维设计操作移植到三维环境中,通过摄像机、交互工具与基准标记之间的相互变换关系寻找空间位置点在世界坐标系中的坐标表示方法,实现三维交互建模。实验结果表明,该方法具有较好的稳定性和可用性,且能满足空间交互建模的要求。     

基于深度学习的单幅图像三维人脸重建研究综述

在计算机视觉领域中,三维人脸重建是一个具有研究价值的方向,高质量地重建出三维人脸在人脸识别、防伪、游戏娱乐、影视动画和美容医疗等领域具有重要的意义.近二十年来,虽然基于单幅图像的三维人脸重建领域已经取得很大的进展,但使用传统算法进行重建的结果仍会受到人脸表情、遮挡、环境光的影响,并且会出现重建效果精度不佳和鲁棒性不足等...     

基于单幅光栅条纹图像的钢轨表面三维重构研究

针对光栅条纹相位测量法利用相移法提取相位时需要3幅以上的相移光栅条纹图像,使得整个重构过程复杂的问题,提出利用单幅光栅条纹图像提取相位的方法进行钢轨表面的三维重构。通过对单幅光栅条纹图像进行希尔伯特变换的方法实现相位移动。利用推导的相移公式直接求取包裹相位变化量,并解包裹得到连续相位分布。将连续相位代入相位高度映射关系,获得轨面高度分布,重构钢轨表面三维形貌。利用传统Stoilov五步相移法重构钢轨表面。通过对仿真结果的对比分析并结合实际情况,该方法能够很好地实现钢轨表面的三维重构,并且误差小于Stoilov五步相移法,运行速度较快,更适合在线检测。