基于一维相位相关的改进图像三维重建算法

在T Shibahara等提出的基于一维相位相关的三维重建算法的基础上进行改进,对图像序列进行加窗前处理;在均值法中对图像序列进行有效的加权处理;利用各匹配等级之间的相关性优化由粗到精的立体匹配结构;对三维模型进行限制深度的后处理.实验结果表明,本文提出的改进算法在保证输出三维模型精度的基础上比原始算法的三维重建效率有明显提升.     

基于改进双目视觉算法的三维重建研究

为解决现有立体匹配算法在图像弱纹理等区域鲁棒性差以及模型参数较大的问题,对PSMNet立体匹配方法进行改善,通过使用空洞空间卷积池化金字塔结构(atrous spatial pooling pyramid,ASPP)提取图像在不同尺度下的空间特征信息。随后引入通道注意力机制,给予不同尺度的特征信息相应的权重。融合以上信息构建匹配代价卷,利用沙漏形状的编解码网络对其进行规范化操作,从而确定特征点在各种视差情况下的相互对应关系,最后采用线性回归的方法得到相应的视差图。与PSMNet相比,该研究在SceneFlow和KITTI2015数据集里的误差率各自减少了14.6%和11.1%,且计算复杂度下降了55%。相比较于传统算法,可以改善视差图精度,提升三维重建点云数据质量。     

基于计算机的视觉立体匹配算法研究

计算机视觉技术主要是研究通过计算机技术来实现人的视觉功能的过程,计算机视觉研究的重点课题是立体匹配。双目视觉是和人体眼睛的视觉比较接近的,而且在实际应用中比较容易实现。文章对计算机视觉系统和立体匹配算法进行了分析,并且对双目视觉的视觉立体匹配算法进行了研究,通过相应的计算机算法对双目视觉立体匹配进行实现,具有一定的研究意义。     

一种基于欧氏距离的双目视觉三维重建算法

针对双目视觉左右图像投影的反向延长线是异面直线,直接将匹配像点代入定位模型需要求解一组矛盾方程,从而造成计算资源浪费和影响定位精度的问题,提出了一种基于欧氏距离最小化的三维重建计算方法.根据非平行光轴双目视觉定位的几何结构,运用求解两点欧氏距离最小值的思想,建立了两条异面投影线公垂线中点的计算模型,而后通过实验验证了该方法的有效性.利用标定后的系统对标记物之间的距离进行测量,在距双目视觉传感单元1.5m范围内误差小于1 mm.实验结果表明:该方法比传统方法重建精度高且实时性好,具有良好的鲁棒性.     

基于双目视觉与图像深度融合的机房三维重建方法分析

阐述基于双目视觉与图像深度融合的机房三维重建方法,采用双目视觉方案对目标深度信息进行测量,视觉SLAM技术根据左右目图像中的特征点匹配信息,基于本质矩阵恢复出当前帧相机相对于前一帧的位姿变换关系,构建当前帧相机系到参考系的位姿变换,从而在实现定位的基础上对目标进行三维重建。采用数据融合技术对多视结果与深度学习网络深度值进行融合,以解决重建点稀疏性的问题,提升三维机房重建精度以及机房数字孪生智能化监控能力。     

基于相位相关算法的研究与实现

相位相关算法是一种应用很广泛的图像匹配方法，它具有对噪声有较高的容忍度、检测结果与照度无关以及受几何失真小等突出优点。它与极坐标变换相结合可以得到旋转不变相位相关算法，两者可以对目标进行判准并精确检测出平移量和旋转量。本文对它们进行了分析和仿真，证明了算法的优越性，并在仿真过程中对旋转不变相位相关算法进行了优化，且达到了提高匹配精度和减少计算量的目的。     

一种基于结构光的高反光表面三维重建算法

针对高反光表面的三维重建一直是结构光技术中的重点及难点。文章基于多重曝光法及调整投影条纹强度法,提出了一种曝光时间序列以及条纹亮度序列的选择方法,利用被测物体在不同投影条件下的表面临过曝像素点数统计直方图,结合图像中像素点数的不过曝比例,计算所求的曝光时间及条纹亮度序列,完善了针对高反光表面的高动态范围技术。实验结果表明,文章提出方法能够有效地提升高反光表面三维重建的精度,点云中有效像素点数可以达到96%以上。     

双目测量系统的室内定位与重建

为了解决实测场景下光照变换及弱纹理区域对三维重建效果的影响,提出一种双目测量系统的改进AD-Census立体匹配算法进行室内目标物体的定位及三维重建。方法基于双目视觉测量原理,首先采用直方图均衡化、自适应阈值Canny边缘提取及膨胀等操作进行图像预处理,其次利用张正友标定法完成相机标定,通过立体校正去除相机畸变,基于梯度划分弱纹理及边缘区域来改进AD-Census立体匹配算法,最后用所改进算法生成的视差图,实现了室内物体的定位及三维点云重建。实验结果表明,本方法可以提高在弱纹理背景区域的匹配精度,在10 m测距范围内,相对误差不超过5%,在1.8 m处,测量误差较小,在保证精度的同时实现了室内目标场景轮廓的基本重建,视觉效果较好,可广泛应用于实际中。     

双目视觉的三维重建技术研究

近年双目机器视觉的三维重建技术的研究虽然取得了一定成果,但远远不能满足社会各行各业的应用需求。文章主要介绍基于双目视觉的三维重建技术的主要方法、技术及应用,总结了基于双目视觉的三维重建技术在工程应用中存在的问题、面临的挑战和研究方向。     

基于相位相关的目标图像亚像元运动参数估计

为获取亚像元级目标运动参数,提出一种基于相位相关分析的图像配准方法。首先讨论了目标局部运动和全局运动的目标参数估计问题,通过图像减影运算和模块匹配方法实现粗配准,从全景图像中分离目标信息和背景信息,计算目标中心坐标,获取像元级运动参数;然后采用相位相关图像配准方法实现精配准,利用傅里叶变换的平移特性,对产生平移的目标图像,通过求解归一化的互功率谱的傅立叶逆变换,得到二维脉冲函数,其峰值对应图像位移,由此获取亚像元级位移量。在实验室通过自准直光学系统获取光斑运动图像,使用Leica经纬仪标定光斑运动参数精度。结果表明,该方法效果显著,最大配准误差为0.156,标准差为0.091,配准精度优于1/10像元。     

基于立体匹配技术的数字全息三维形貌重构

针对数字全息对物体三维形貌的重构与测量,提出了一种将数字全息术与立体匹配术相结合的三维测量方法。首先利用离轴菲涅耳数字全息系统,采集三维物体的单幅离轴菲涅耳全息图;然后将获取的数字全息图分为两个部分,分别进行数值再现,可以得到两个再现像,两个再现像存在视差。最后利用立体匹配算法获取两幅视图再现像的视差,根据几何关系获取物体的深度信息,重构物体的三维形貌。实验中,分别对不连续物体和连续物体进行三维形貌的重构,得到了准确的三维物体深度信息。数值模拟和初步实验结果表明该方法有效可行。     

基于特征的扫描电镜立体对三维重建

应用扫描电子显微镜地成像技术和图像处理，计算机视不方法建立了一套微结构形貌三维自动重建系统。在Ｂａｒｎａｒｄ算法基础上根据ＳＥＭ立体对成像的特点提出了一种基于边界特征和对应占匹配概论松弛迭代方法。     

基于视图感知的单视图三维重建算法

尽管由于丢弃维度将3维(3D)形状投影到2维(2D)视图看似是不可逆的,但是从可视化到计算机辅助几何设计,各个垂直行业对3维重建技术的兴趣正迅速增长。传统基于物体深度图或者RGB图的3维重建算法虽然可以在一些方面达到令人满意的效果,但是它们仍然面临若干问题：(1)粗鲁的学习2D视图与3D形状之间的映射;(2)无法解决物体不同视角下外观差异所带来的的影响;(3)要求物体多个观察视角下的图像。该文提出一个端到端的视图感知3维(VA3D)重建网络解决了上述问题。具体而言,VA3D包含多邻近视图合成子网络和3D重建子网络。多邻近视图合成子网络基于物体源视图生成多个邻近视角图像,且引入自适应融合模块解决了视角转换过程中出现的模糊或扭曲等问题。3D重建子网络使用循环神经网络从合成的多视图序列中恢复物体3D形状。通过在ShapeNet数据集上大量定性和定量的实验表明,VA3D有效提升了基于单视图的3维重建结果。     

基于立体视觉的三维模型重建系统设计

以计算机视觉理论为基础,研究了基于立体视觉的三维重建技术.早期的三维重建技术受到理论研究水平的限制,建模过程需要专用设备如视觉坐标测量机来实现,且摄像机的运动受到严格的限制.在非特定环境下,对不特定模型采用普通的数码相机进行三维重建.该系统切实可行,操作简单,可以精确地恢复出二维图像检测方法所不能提供的物体的位置、几何...     

三维监控系统中基于三维重构的交互式标定

标定多个监控摄像机的位姿是智能监控系统的基础.传统的标定方法需人工逐一标定每个目标摄像机,且难以处理非重叠监控视场以及摄像机运动和扰动的情况.对此本文提出一种基于三维重构的交互式标定框架,通过引入场景三维特征点云作为中间层,仅需一次性建立其与参考背景模型间的几何变换关系,即可通过目标摄像机图像与三维点云的匹配实现自适应标定,可显著降低工作量.由于匹配是建立在监控图像与三维点云之间而非监控图像之间,因此可以处理监控视场非重叠的情况.对于摄像机运动和扰动,提出了一种在线相对姿态传递方法,能够克服摄像机扰动和运动带来的姿态变化问题.实验证明了本文方法的有效性.     

基于光度立体法的中医舌体三维表面重建

在中医舌诊客观化研究进程中,以2维舌图像为基础进行分析所获得的舌体特征信息有限,制约了舌诊的客观化发展。在将光度立体法用于静态舌模型表面3维重建的可行性研究基础之上,为了对真实舌体表面进行3维重建,该文设计一种舌体3维动态信息采集系统,用于舌像采集;然后采用光度立体法依次求出舌体表面的法向量、纹理反射率和深度信息,并基于DirectX进行3维显示;最后针对舌体表面高光区域对重建结果的影响,采用高光剔除算法剔除高光。经高光剔除后的重建结果和原来相比,在重建精度和鲁棒性等方面都有更好的表现。经实验证实,该重建方法的平均相对误差约为7.24%,重建结果可形象地表达舌体的表面形态和齿痕等细节信息,可辅助中医进行诊断。     

一种基于线结构光的焊缝三维重建方法

介绍了一种基于结构光和双目视觉的焊缝三维重建方法。该方法利用轮廓点曲率提取激光条纹的轮廓关键点,再由所提取的关键点计算轮廓横截面法向量。并根据激光条纹服从正态分布的特点,借助灰度重心法提取条纹中心线。将焊缝在双目摄像机中的图像坐标点转换为世界坐标点,从而完成焊缝三维空间信息的重建。实验结果证明本文方法快速、准确,可以满足自动焊接机器人系统的应用要求。