基于Kinect v2的实时精确三维重建系统

快速、低成本、精确的三维扫描技术一直是计算机视觉领域研究的热点.首先,本文分析了新一代Kinect v2（Kinect for windows v2 sensor）的技术参数、测量原理.设计实验测得其深度精度与测量距离成线性变换关系.其次,Kinect v2深度数据含有大量的噪声尤其是在物体边缘,常用的双边滤波器等去噪算法不能很好的去除这些噪声,对此本文设计了一种有效的去噪算法,提高重建质量.最后,实现了一套基于新一代Kinect v2重建系统.实验结果表明,本文中的重建系统能够实时精确的重建物体,可以广泛应用于低成本的快速三维成型.     

点状特征柔性物体三维运动捕获方法

针对具有点状特征的柔性物体,提出了一种三维运动捕获方法.首先,该方法利用两个标定的高速摄像机拍摄柔性物体的运动视频,并对图像进行立体校正;然后,采用DOG （Difference Of Gaussian）算法获取点状特征的位置,并提取特征点极值;其次,在一定范围的窗口上搜索匹配对,匹配左右图像的特征点;再次,通过三角测量法进行三维重建;最后,利用搜索策略进行时间序列上的匹配,实现动态柔性物体的三维运动捕获,并计算空间坐标、速度、加速度参数.实验结果表明,相比于采用sift算法匹配特征点捕获柔性运动物体的方法,本方法精度更高.     

基于匹配测度加权求解基础矩阵的三维重建算法

双视图三维重建中引入了同名特征点的匹配测度,为提高基础矩阵F的精度提供了数据处理指导,将特征点匹配和F解算及三维重建环节连接成一个整体。在分析特征点提取、匹配方法的基础上定义了同名点匹配测度函数。用测度函数作为匹配点的权值对归一化8点求解F的算法进行加权,并使用随机采样一致性(RANSAC)鲁棒算法解决匹配野值问题。根据已知的像机内参数，从基础矩阵中分解相对运动，并用模型的内点进行运动优化，最后三角交会得到三维重建结果。实验结果表明,此算法达到了线性求解F矩阵和三维重建的鲁棒性高精度实现。     

基于切片图像的血管三维重建方法

研究了基于血管切片投影图像的血管三维重建问题。通过对所给血管切片图像格式的转换 ,利用细化方法和轮廓边缘检测的 Kirsch算法 ,构建了切片图像的骨架 (中心线 )和轮廓线 ;提出了最小距离最大半径法 ,得到了切片图像最大内含圆的圆心和半径。对于球心坐标及其在 XY,YZ,ZX坐标面上投影的散点图 ,利用非均匀有理 B样条 ( NURBS)技术、三次样条插值方法对散点数据进行拟合 ,分别得到了三坐标面的投影图及空间中轴线的方程。进而建立圆柱螺线模型 ,利用最小二乘原理对散点数据再拟合 ,得到结果如下 :中轴线为圆柱螺线 ,半径为 30 ,在 3个坐标面 XY,YZ,ZX上的投影分别为 :半圆弧曲线、正弦曲线、余弦曲线 ,并给出了相应的算法。最后 ,利用得到血管的中轴线方程及半径 ,建立了血管的管状曲面模型 ,对血管进行了三维重建     

钻石原石的三维数据采集及其重建

设计标线是钻石加工过程中的关键步骤,利用计算机辅助设计将有利于提高钻石原石的成品率。介绍了投影法,通过图像采集与分割、边缘提取、三维重建等步骤,实现了钻石原石形状的三维重建。三维重建的结果对利用计算机辅助设计提高钻石原石的成品率具有重要意义。     

超低温保存自体颅骨与数字化三维成形钛网颅骨修补的临床疗效比较

目的:研究数字化三维成形钛网与超低温保存自体颅骨两种材料在颅骨修补中的临床应用效果。方法:使用回顾性分析方法,研究数字化三维成形钛网及自体颅骨两种材料用于修补额颞顶部颅骨缺损174例患者的临床资料。自体颅骨组66例,数字化三维成形钛网组108例。结果:自体颅骨组并发症发生率为12.1%,塑形满意度为95.4%;数字化三维成形钛网组并发症发生率为9.2%,塑形满意度83.5%。两组并发症发生率比较差异无统计学意义(P>0.05),两组塑形满意度上比较差异有统计学意义(P<0.05),自体颅骨组塑形满意度高于数字化三维钛网组。结论:超低温保存下自体颅骨修复颅骨缺损并发症少、塑形满意高,是一种简便、经济、安全、可行的方法。     

激光扫描共聚焦显微镜的基本原理及其使用技巧

介绍了激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)的原理和构造,分析了LSCM的优点和缺点,并以花粉为例,详细介绍了共聚焦针孔直径、光电倍增管检测器增益、激光强度、扫描速度、扫描方式和Z轴步距等重要参数设置对共聚焦成像的不同影响。探讨了正确使用LSCM的方法与技巧,如获取高质量的图像、图像保存及图像处理,以便为科技人员利用LSCM开展更多植物学与环境科学相关的研究提供参考。     

光栅投影相位测量轮廓术在SMT锡膏三维检测中的应用研究

该文研究采用光栅投影相位测量轮廓术实现锡膏三维测量,选择合适的硬件设备搭建了锡膏三维测量实验系统,采用四步相移法进行锡膏三维测量.实验结果表明,该文所设计的锡膏三维测量实验系统采用光栅投影相位测量轮廓术能够重建锡膏三维信息,可以达到锡膏三维检测精度的要求.     

基于立体对的金属断口三维重建

本文根据立体对成像技术建立了一个微结构形貌的三维重建模型.根据金属断口的特点,提出了一种基于特征和区域结合的立体匹配方法,实验结果表明检出的特征点定位准确.同时,在匹配过程中引入了多种约束条件,提高了匹配效率和重建精度.用此模型对于锆-4合金断口表面进行了三维重建,并比较了几种插值方法对离散高程值的插值效果.     

基于平面重建与自然特征匹配的虚实注册方法

针对增强现实系统中的三维注册问题,提出了一种新的基于多平面结构三维重建与自然特征匹配相结合的虚实注册方法,该方法分为离线三维重建和在线实时注册两个阶段.离线阶段系统利用两幅参考图像和双目视觉原理恢复出平面坐标系,并根据用户指定的世界坐标系计算两者之间的变换关系.实时注册阶段,系统首先将当前图像与参考图像做特征匹配以获取平面所对应的单应性关系,进而恢复出每个平面所对应的投影矩阵,由上述投影矩阵以及离线计算所获得的世界坐标系与多个平面坐标系之间的变换关系合成三维注册所需的变换矩阵.实验结果表明,该方法是有效可行的,而且在克服误差积累方面较传统方法有明显改善.