矩阵权NURBS曲面的拟合与光顺

介绍了利用矩阵权非均匀有理B-spline (non-uniform rational B-spline,NURBS)曲面拟合与光顺带法向的网格数据。通过输入带法向的规则四边形网格，以网格的顶点为曲面的控制顶点，用法向信息计算每个控制顶点对应的矩阵权，构造矩阵权NURBS曲面。与传统NURBS曲面相比，矩阵权NURBS曲面具有拟柱面精度，当数据均匀采样自光滑曲面时，构造的矩阵权NURBS曲面具有较好的光顺性且能很好地拟合网格模型；当输入的网格数据掺杂噪声时，通过迭代在已有的矩阵权NURBS曲面上重新采样顶点和计算法向量构造新的矩阵权NURBS曲面，最后得到具有较好光顺性且仍能逼近原始网格数据的拟合曲面。     

基于深度信息的单幅图像自动阴影检测

为解决复杂场景阴影的自动检测问题,提出一种基于深度信息的单幅图像自动阴影检测算法。该算法首先利用深度信息估计图像的法线、点云信息,并对图像进行多尺度纹理滤波;然后利用法线、点云和色度信息估计不同尺度下滤波图像的阴影置信度和亮度置信度,并对两种置信度图分别进行阴影边界相关的多尺度融合,消除纹理影响的同时保留了复杂的阴影边界信息和结构信息;最后利用拉普拉斯算子对阴影置信度进行插值优化,得到更精确的阴影检测结果。实验结果表明,对于简单场景和复杂场景图像,该算法都能完整检测出其中的硬阴影和软阴影,具有较好的阴影检测效果。通过与其他算法的阴影检测结果进行对比,验证了本文算法的准确性和鲁棒性。     

基于图像纹理分布的算法在子弹自动比对中的应用

基于笔者所在研究组自行研发的三维激光彩色扫描仪系统（3DLCS）的功能特性以及公安子弹痕迹检测实际应用的需求,提出了基于图像纹理分布的统计算法.该算法利用边缘检测、去除噪声、阈值分割,找到描述图像纹理分布的数组特征,再利用此特征进行弹头的最小绝对差（MAD）自动比对.与直接利用MAD算法进行子弹检测比较起来,SABGD标注了图像的纹理特征,更符合人眼匹配图像的机制.实验表明,SABGD在弹头检测过程中,可以减少比对的数据量,提高比对准确率,减轻比对人员工作量.     

基于先验知识的单幅图像雨雾去除方法

单幅图像雨雾去除是计算机视觉研究的热点之一,现有的去雨方法往往需根据雨的特性恢复图像,忽视了场景中的雾以及场景深处雨累积的影响。提出了一种新型单幅图像去雨雾方法,设计了一种基于先验知识的三阶段单幅图像去雨雾框架。首先,将深度图作为图像透射率的引导,利用暗通道先验知识对输入图像的低频部分去雾,然后,采用残差网络学习高频雨痕特征,最后,引入条件生成对抗网络（conditional generative adversarial network,cGAN）,对图像局部细节进行精细化修复,cGAN对图像的空间信息和纹理细节更为敏感,能有效恢复去雨雾过程中丢失或未能填补的细节。分别用高质量的合成雨雾数据集和真实数据集进行实验测试,结果表明,本文方法在峰值信噪比和结构相似度上均较基准方法优,能将雾浓度各异和雨分布变化情况下的图像恢复至细节丰富的干净场景图。     

基于分数阶偏微分方程的图像放大模型

将分数阶微分理论引入图像放大模型中,利用全变分思想,提出了基于分数阶偏微分方程的图像放大模型.仿真实验结果表明：新模型能较好地保持图像边缘特征,以及更多的图像纹理信息,优于整数阶微分方程放大算法,是一种有效、可行的图像放大模型.     

基于JPEG2000的压缩图像纹理信息重建

提出了基于JPEG2000的压缩图像纹理信息重建的一种方法．该方法在编码端用高斯模型来描述图像的统计纹理信息，并对这些纹理信息进行统计和编码，在解码端根据编码的信息重建图像的纹理．通过和非线性量化扩展补偿法的结果在客观指标和主观品质上的比较，说明本文提出的方法可以通过较小的比特开销（低于10％）重建丢失的纹理信息，从而获取压缩图像的品质在主观视觉效果上的提高．     

三维鱼体参数化建模

因水下环境复杂,鱼类三维模型获取非常困难,基于三维鱼类数据驱动的很多自动化研究工作无法开展。为此,提出一种三维鱼体参数化建模方法。首先,用专业建模师构建的标准鱼体模板注册扫描仪采集三维鱼体数据,构建拓扑结构一致的三维鱼体网格数据集;其次,用主成分分析法对数据集中的三维鱼体网格模型进行建模分析,建立鱼体的参数化表示模型;最后,采集草鱼数据进行相关实验。实验结果表明,注册得到的三维鱼体模型与真实扫描鱼体模型顶点之间的平均均方根误差仅为0.691 3 mm,在可接受范围。通过改变三维鱼体参数化表示模型中的权参数,快速生成了大量三维鱼体数据,从而解决了三维鱼体数据获取困难的问题。     

基于光波迭加原理的相对深度和边缘检测算法

基于光波迭加原理导出了一种新的图像相对深度和边缘检测算法.新算法根据光波的迭加和衰减特性,通过对像素的迭加计算和对参数β的调整使得该算法实现两种功能:相对深度检测和边缘提取.实验表明,该方法能够较好的区分出不同距离的景物,并且能较好地提取图像的边缘.     

开孔方管柱与工字钢梁连接的试验研究及有限元模拟分析

针对工程中应用广泛的方管柱与工字型钢梁的端板连接,对1组不同构造的节点进行了静力试验研究及有限元模拟分析,试验结果不仅得到了连接点的M-θr关系曲线,而且也得到了方管柱开孔周围的应力分布,为分析此类连接点的力学特性提供了理论依据.试验结果同时表明：端板厚度的增加及外伸端板的连接螺栓至上下翼缘板距离的增加均会提高连接的初始刚度.此外,在对试验结果与有限元模拟分析进行比较的基础上,还得到了与试验结果相对应的M-θr拟合曲线,且结果表明利用幂函数模型拟合节点的M-θr曲线是可行的,而且在相当大的转角范围内与试验结果相当吻合,拟合结果为实际应用提供了可供参考的数学表达式.     

一种基于特征分解的图像融合方法

一幅图像可以分解成几何特征不同的纹理部分和卡通部分,基于这两大特征提出了一种图像融合方法.利用卡通和纹理特征的差异,通过学习分别得到卡通字典和纹理字典.在融合过程中,分别利用特定的卡通和纹理字典对源图像的卡通和纹理部分进行融合,融合后的卡通和纹理部分经简单相加得到融合图像.实验结果表明,所提方法是有效的.     

一种侧视图的三维人脸重建方法

三维形变模型(3D Morphable Model, 3DMM)和从运动中恢复结构(Structure From Motion, SFM)方法被广泛用于三维人脸重建. 基于单视图进行三维人脸重建需要正视图和先验模型, 会受到计算复杂度高、容易陷入局部极小值和易受姿态变化的影响. 本文提出一种针对侧视图的三维人脸重建方法, 首先对侧视图使用改进的三维形变模型, 得到初始的三维人脸正视图及特征点; 然后根据人脸对称性, 得到侧视图对称的视图及对应的面部特征点; 最后用SFM方法将正视图、原始视图和对称视图重建, 得到稀疏三维模型. 并用不同姿态的面部图片对该方法进行了评估, 结果表明该方法比已有的方法对姿态变化更具鲁棒性.     

基于小波变换及布朗分形模型的纹理分割

在研究小波变换及布朗分形模型的基础上，定义了水平分维数，垂直分维数，对角分维数，并将它们作为纹理特征量来实现纹理的分割．实验结果表明，这些特征量能够很好地反映纹理特征，从而分割时不需有关图象中纹理类别的先验信息，较以往方法在准确度和计算复杂程度上都有很大提高．     

3D技术在大跨度机械臂监控系统中的应用研究

针对传统的视频监控对于大跨度机械臂存在视角盲点的问题,研究了3D技术在大跨度机械臂监控系统中的应用,提出了利用嵌入式3D技术来提升监控视角覆盖范围的方法. 该方法通过3D Studio Max软件对拥有大跨度机械臂的桥梁检测车进行实体建模,在嵌入式Android平台上利用OpenGL ES函数库对3D模型重新渲染,为机械臂模型各关节的运动暴露传感器控制接口. 实验结果表明,3D技术的应用不仅可以克服传统视频监控的视角局限,而且在监控画面的逼真程度上得到了一定的提升.     

基于改进3D卷积网络的人体动作识别

为解决现有多数视频人体动作识别3D卷积方法无法区分信息中各维度的重要和非重要特征问题,提出了通过门控循环单元(GatedRecurrentUnit,GRU)和空间注意力增强模块构建时空特征处理网络的方法,基于多级特征融合和多组通道注意力特征选择构建网络,改进基础网络模型Res Net3D对视频人体动作识别中的网络模型.改进后模型在2个公开数据集UCF101和HMDB51上的准确率分别为96.42%和71.08%,与C3D、Two-stream等网络模型相比,具有更高的识别准确率.     

基于运动一致性的3D-HEVC深度视频帧间编码快速算法

针对深度视频在3D-HEVC编码框架中编码复杂度较高, 提出了一种基于运动一致性的深度视频快速帧间编码算法. 首先把深度视频划分为4个区域: 彩色和深度视频均运动区域、彩色视频运动但深度视频静止区域、彩色视频静止但深度视频运动区域以及彩色和深度视频均静止区域. 然后, 根据不同分区对最大编码单元设计不同的编码策略. 结果表明, 本算法与原始测试平台HTM-10.0相比, 在绘制的虚拟视点质量几乎一致的情况下, 各序列深度视频编码时间平均节省了63.58%, 总体编码时间节省了40.13%.     

计算机生成卡通涟波及波光闪烁效果

在过去20年中人们提出许多处理水运动的方法,但大都致力于生成真实感的动画,而对传统手工绘制的水运动效果建模问题几乎无人涉及。本文给出一个自动生成卡通风格涟波及波光闪烁效果的计算机模型。首先介绍如何从手工绘制的卡通涟波及波光闪烁画面中提取它们骨架的静态结构与动态结构,然后沿骨架定义形状属性来生成卡通涟波及波光闪烁。通过引进随机分量控制,本模型可以自动生成无重复机械感的并与卡通风格一致的涟波及波光闪烁序列画面。此外,文中还给出了生成三维卡通风格涟波及波光交烁的方法以及相应的动画图例。