单幅图像三维表面重建的算法研究与实现

以单幅二维图像为研究对象,应用SFS的基本理论,首先对二维图像进行了光照的倾角和偏角的估计,在光源坐标系下计算出物体每一点的表面梯度;之后,旋转坐标系,在观察坐标系下得到物体的表面梯度;最后采用三点辛普森公式求出物体表面的高度。整个算法流程简单,求解层次分明,重构满意度较高。     

Shape From Shading最小化方法分析

由明暗重构三维形状(SFS)是计算机视觉当中有关初级视觉的研究内容之一。由于该问题存在明显的不适定性,因而需要采用使问题正则化的形式,其中,将问题转变成变分形式的最小化方法是最早并得到广泛研究的方法类,但这类方法的整体表现并不好。论文对此类方法从其解决问题的思路上进行分析,找出了该类方法当中存在的一些问题,即在正则化问题的过程当中引入了无具体意义的约束条件,从而对该类算法所表现出的一些现象给出了较为合理的解释。     

一种基于SFS方法的含高光表面三维重构系统

针对含高光表面三维形状重构的需求,设计了一种基于从明暗恢复形状(SFS)方法的三维重构系统。在正交投影条件下由CCD相机获取点光源照射下的物体表面图像,使用Ward反射模型描述含高光表面的反射特性,建立物体表面图像辐照度方程。系统软件将该方程转化为包含物体高度信息的H-J偏微分方程,并计算此偏微分方程的解,得到物体的高度函数,进而恢复出物体的表面形状。实验表明,该系统可以有效地重构含高光表面的三维形状。     

基于支持矢量机的从明暗恢复形状方法

通过对传统从阴影到形状(Shape from shading,SFS)问题和支持矢量机(Supporting vector machine,SVM)的研究,提出一种基于SVM由从明暗恢复形状方法,详细分析了这一方法的理论依据和可行性,探讨了SVM输入参数的确定、核函数的选择与构造等关键问题。试验表明,与传统SFS方法相比,提出的方法能较准确地直接获取物体的高度值,且受环境因素影响小,无需作过多的成像条件假设。最后探讨了这一方法的改进方向。     

基于径向基函数网络的SFS算法研究

分析了现有从明暗恢复形状(SFS)的几种方法普遍存在对恢复的形状的连续性和光滑性的缺点,提出了一种基于径向基函数网络模型进行从明暗恢复形状的新算法。该算法先采用网络构造一个曲面方程,再利用反射函数作为约束条件,通过调整权因子和径向基函数中心和宽度对网络进行自学习,得到一个满意的曲面方程。理论和实验证明,该算法在恢复形状的准确性和曲面的光滑性,连续性上有较大改进。     

三维表面重构过程参数的估计研究

在SFS(基于阴影的三维表面重构)各种算法中,都需要光源方向及曲面反射率。这些参数与图像的恢复效果息息相关。针对这些参数,也应运而生了各种各样的行之有效的方法。论文讨论了两种有效的算法,利用合成图像分别进行试验,并对其优缺点和运行效率进行比较,从而为进一步的SFS算法研究提供有价值的参考。     

Immersion corrosion behavior,electrochemical performance and corrosion mechanism of subsonic flame sprayed FeCoCrMoSi amorphous coating in 3.5% NaCl solution

A FeCoCrMoSi amorphous coating (AC) was fabricated on Ti6Al4V alloy (TA) by subsonic flame spraying (SFS) technique, which was used to improve its corrosion resistance. The morphology, element distribution and chemical composition of obtained coating were analyzed using a scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X–ray Fluorescence (XRF), respectively, and its amorphous structure was confirmed by X–ray diffraction (XRD). The immersion corrosion behavior and electrochemical performance of FeCoCrMoSi AC immersed in 3.5% NaCl solution for the different days were systematically investigated, and the corrosion mechanism of amorphous structure was also discussed by the model of passive film. The results show that the FeCoCrMoSi AC exhibits the dense amorphous structure, which is beneficial to improving the anti–corrosion performance of TA. The potentiodynamic polarization curve (PPC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) indicate that the FeCoCrMoSi AC with the lowest i_corr of 1.479 × 10^?6 A·cm^?2 immersed for 60 days has the largest capacitor loop diameter of 7.53 × 10⁵ and charge transfer resistance R_ct of 4.31 × 10⁴ Ω, showing the highest comprehensive corrosion resistance. The mechanism of corrosion resistance is contributed to the Cr–rich passive film, which is further stabilized by the addition of Mo.     

基于照明参数与反射系数的分层SFS算法

提出一种由明暗信息复原形状的鲁棒算法.此算法能有效地估计照明方向、漫反射 系数、照明天顶角以及沿图像轮廓由明暗信息复原形状,并且在考虑自阴影影响情况下,用新 方法从图像的统计特征估计照明的仰角和表面反射系数,使重建强度梯度接近输入图像梯度 实现平滑约束.该方法为数据驱动,稳定可靠,能同时更新表面斜率与高度图,大大减小发射 项与可积分项内的剩余误差.最后给出SFS(Shape from Shading)算法的分层实现.     

双程后向结构掺铒光纤超荧光光源研究

通过编制1套图形界面的模拟分析软件,对双程后向结构掺铒光纤超荧光光源有关输出功率、带宽和平均波长特性进行了理论模拟。结果表明,通过选取适当的掺铒光纤长度,总能实现光源的平均波长不依赖于泵浦功率的高稳定性。并报道了研制的双程后向结构掺铒光纤超荧光光源。     

基于单张照片的三维人脸重建优化算法

传统人脸三维重建算法难以确定人脸形状,并且计算复杂。针对此问题,提出一种以水平集方法获取人脸轮廓并结合明暗恢复形状(SFS)算法重建三维模型的方法,该方法仅需单张正面人脸照片。首先采用主动形状模型确定人脸轮廓,将其作为水平集的初始演化曲线,分割出完整的人脸形状;然后对人脸区域进行灰度变换,求出灰度图像;最后通过SFS算法重建已知光照条件的人脸图像的三维模型,将该模型作为参考与灰度图像匹配,进而确定其光照条件和三维模型。实验结果表明,与基于网格模型的算法相比,该方法可快速地重建具有完整形状的人脸模型。