面向深度相机位姿优化的帧间点云数据配准算法

TOF相机能够同时采集灰度图像和深度图像从而优化相机位姿的估计值. 应用图结构调整框架优化多帧数据采集时的相机位姿,采用帧间配准决定优化的精度和效率. 从2帧图像上提取并匹配尺度不变特征点对,二维特征点被扩展到三维空间后,利用与特征点的空间位置关系将2帧三维点云配准;逐步应用提出的算法配准参与位姿优化的多帧点云中的任意2帧点云;最后将有效配准的点云帧对作为输入数据,采用图结构算法优化位姿. 实验结果表明,提出的帧间配准算法使得位姿估计值精度显著提高,同时保证了估计效率.     

图像序列的三维小波变换编码研究

本文对图像序列的三维小波变换压缩编码进行了研究。图像序列的三维小波变换可分为帧间一维小波变换和帧内二维小波变换，同时将运动补偿技术和帧间内插技术引入到压缩过程中，取得了较好的效果。帧间一维小波变换选用Daubechies3小波基，而帧内小波变换选用bior4．4小波基。实验结果：缓变图像序列的压缩比可达到254：1，恢复的各帧图像的峰值信噪比(PSNR)约为25dB。     

计算Laplace网格变形的三维模型配准

针对非刚性变形的模型间的配准问题,提出了一种结合骨架子空间变形技术和Laplace网格变形的配准方法。对源模型和目标模型执行迭代最近点算法使两模型姿态相同的部分对齐;采用骨架子空间变形技术计算Laplace网格变形所需要的控制点;通过执行Laplace网格变形对源模型进行非刚性变形并使其与目标模型完全对齐,实现配准。实验结果表明:本文算法可以实现较大尺度变形的模型间的配准,不仅适用于两个姿态不同的完整模型,也适用于姿态不同的整体与部分模型间的配准。     

联合运动估计和帧选择的多帧超分辨率重建算法

多帧图像超分辨率重建中,连续各帧图像间的精确匹配和帧的选择具有非常重要的意义。提出了自适应帧选择原则,设计了联合光子流运动估计配准和超分辨率重建的方法。首先采用光子流运动估计算法计算各帧间的运动估计,设计一种自适应帧选择方法丢弃一些帧间运动较大的帧,再通过亚像素图像配准,计算得到相对精确的运动估计参数,最后结合最大后延概率方法进行图像超分辨率计算,并充分考虑两次迭代所得图像向量的差值对下次迭代算法的影响。实验结果表明,该方法不仅可以实现亚像素级的精确配准,还可以使重建后图像在视觉效果和峰值信噪比上都得到更好的效果。     

多尺度自适应配准的视频超分辨率算法

为了提升制约视频超分辨率重建质量的多帧配准精度,提出了一种基于图像块多尺度自适应配准的视频超分辨率算法. 依据图像帧的块内容自适应选择配准尺度,运动边缘信息采用高精度配准,然后将运动向量补偿到多帧图像超分辨率重建代价函数中,利用最大后验概率算法迭代优化高分辨率视频帧. 仿真表明:多尺度自适应配准算法不仅提高了配准精度,还提升了视频超分辨率重建图像帧的主客观质量,证明了多尺度自适应配准在视频超分辨率重建中的有效性.     

准动图象的帧间比特平面编码

比特平面编码是一种多值灰度图象的二值编码技术。本文将这种方法推广并应用于准动图象(即冻结图象序列)帧间差值信号的压缩编码,获得了满意的效果。文中论述了帧间比特平面编码的原理,讨论了编码参数的选择,并给出了实验结果。实践证明,本文编码方法为实现数字静态图象传输提供了又一条有效途径。     

三维水声海底地形地貌实时拼接与可视化

提出了一种水声海底地形地貌实时拼接与可视化方法,系统利用差分GPS定位仪和姿态仪获得声呐换能器载体的平移与旋转矩阵信息作为迭代初始参数,消除三维水声相邻帧图像配准过程中的迭代耗时和失配现象.通过配准矩阵将相邻两帧声学图像转换到同一坐标系后,在拼接之前将声呐数据网格化,获得插值点声学图像数据.为了生成声学图像可视化兼容数...     

基于点云的膝关节胫骨三维CT与MRI图像配准

同时利用CT和MRI图像对膝关节及胫骨疾病进行诊断和治疗,是目前临床上的常规方法。精确配准膝关节胫骨部分三维CT和MRI图像可以更有效地利用这两种图像中的组织信息。目前,基于图像特征或者图像灰度值的方法可以实现图像间的配准,但是都存在一些配准精度低或者时间复杂度高的缺陷。针对膝关节胫骨组织的刚性特征,采用一种基于骨组织表面重建的点云配准方法。首先对数据集进行骨表面重建,通过重建后的结果提取点云数据,对点云数据进行下采样并利用重心进行初始变换,最后利用ICP算法对点云数据进行配准。对该方法进行配准结果分析及配准精度实验,表明这种方法简单可靠并且配准精度较高。     

非线性扩散图像配准

针对非刚性图像配准方法中对形变域使用全局一致正则化方法的缺点,提出了一种基于非线性扩散的非刚性图像配准方法。运用变分原理推导了该方法的数学模型,并将图像局部信息嵌入到该模型中,非线性扩散系数根据图像特征自适应调整,使得形变域的不同区域得到了不同程度的平滑。为提高配准速度,采用加性算子分裂法求解偏微分方程。采用合成图像与MRI图像进行了实验,结果表明:与全局一致正则化方法相比,自适应扩散配准算法获得了更符合物理实际的形变,保持了形变域的局部细节,具有更好的配准精度。     

分布视频编码中基于帧间相关性的自适应关键帧选取算法

针对分布式视频编码(DVC)系统中固定周期关键帧选取(PKFS)方法忽视了帧间相关性的缺陷,提出了一种自适应关键帧选取(AKFS)算法。利用图像特征点检测与匹配的方法,将相邻图像的非匹配点作为帧间相关性的近似,把累积或平均非匹配点数超过阈值的帧判定为关键帧。在此基础上,提出改进的帧内插方案,以适应不同长度序列组的边信息生成;将零运动强度的关联帧合并为一帧图像参与编解码,进一步提高了系统的压缩效率。实验结果表明,对于不同运动特性的序列,本文提出的算法可以明显提升边信息帧的重建质量,使系统的率失真性能提高0.9～2.0 dB,并有效降低了编码传输码率。     

Key Pose Frame Extraction Method of Human Motion Based on 3D Framework and X-Means

The key pose frames of a human motion pose sequence, play an important role in the compression, retrieval and semantic analysis of continuous human motion. The current available clustering methods in literatures are difficult to determine the number of key pose frames automatically, and may destroy the postures'' temporal relationships while extracting key frames. To deal with this problem, this paper proposes a new key pose frames extraction method on the basis of 3D space distances of joint points and the improved X-means clustering algorithm. According to the proposed extraction method, the final key pose frame sequence could be obtained by describing the posture of human body with space distance of particular joint points and then the time-constraint X-mean algorithm is applied to cluster and filtrate the posture sequence. The experimental results show that the proposed method can automatically determine the number of key frames and save the temporal characteristics of motion frames according to the motion pose sequence.     

一种新的化工过程历史数据压缩方法研究

为了对化工过程的历史数据进行压缩处理以减少数据的存储空间，给出了一种新的数据压缩方法.该方法基于整数小波变换和多级树集合分割编码，对原始数据进行5层整数小波分解，得到小波系数和相应的时间方向树，使用多级树集合分割编码对小波系数进行编码，输出位平面，再利用自适应算术编码对输出的位平面进行编码，进一步提高压缩比.应用该方法对一造纸厂的温度数据进行压缩和还原，仿真结果表明，该方法无需浮点运算，编码时利用了原始信号在各尺度下小波变换系数的自相似性，具有计算复杂度低、数据压缩速度快、压缩比高和重构误差小的特点.     

基于单目RGB摄像机的三维人脸表情跟踪算法

利用单目摄像机对人脸表情进行三维跟踪有两个关键问题,一是从单幅图像中重建人脸的三维模型,二是建立不同三维模型之间稠密的对应关系。针对上述问题,提出一种有效的三维人脸表情跟踪算法。对输入的各帧人脸图像进行自动特征点检测,并根据2D特征点,利用Multilinear Model重建不同表情的三维模型。通过将三维模型重投影至图像空间,计算各帧图像间的Optic Flow与Sift Flow对应。根据图像间的对应关系,利用Laplacian网格变形对三维模型进行修正,建立不同表情之间三维的稠密对应。试验表明,该方法可以重建出较为真实的三维人脸表情模型,同时可以精确跟踪连续变化的三维表情序列。     

大规模地形场景流式渐进传输

着重考察了搅拌器类型以及搅拌转数对氧气动态传质过程的影响.采用计算流体力学(CFD) 对氧气动态传质过程进行了数值模拟,并结合实验以及粒子成像技术（PIV）对模拟结果进行了验证.结果表明,采用Fluent软件并结合用户自定义方程（UDF）能够很好地模拟实际搅拌器内的流场分布.采用氧气传质模型能够预测氧气在搅拌器内的动态传质过程.氧气浓度与溶解时间的对数关系式较好地描述了试验搅拌器内氧气的动态传质过程.在相同搅拌速度下,圆盘涡轮式搅拌器产生的湍流动能分布范围大于浆式搅拌器产生的湍流动能分布范围,而且湍流动能分布更加均匀,湍流强度更大.采用圆盘涡轮式搅拌器有利于增强氧气传质过程.圆盘涡轮式搅拌器比浆式搅拌器的溶解氧浓度高.当搅拌器类型相同时,随着转速的增加,溶解氧浓度增加.     

基于网格平面化的三维数字水印算法研究

提出了将成熟的二维数字水印技术运用到三维模型水印的思想。鉴于寻找三维模型几何与拓扑不变量的难度,提出了将三维数据转换到二维空间,直接运用二维水印算法。利用平面参数化建模方法,把原始几何信号转换成具有相同频谱特性的平面信号,实现了基于网格平面化的三维数字水印算法。     

基于双向运动矢量的数字视频篡改鉴定

随着数字视频编辑处理软件的广泛使用,数字视频的篡改检测技术变得越来越重要。本文基于帧间内容连续性,提出一种基于双向运动矢量的视频篡改检测方法。首先对视频双向预测帧(B帧)进行解码,提取双向运动矢量,然后将运动矢量序列中每一个数据对象与左右k近邻最大差值的平均值作为该点的峰值,通过计算峰值序列的均值和标准偏差自适应地设定阈值,对峰值进行检测,从而判断出篡改点。实验结果表明,使用这种篡改检测方法能有效地检测出运动背景下视频帧的删除和插入篡改。     

基于建立3DGIS的八叉树压缩算法的研究与改进

在3DGIS领域中,空间数据结构占有突出的地位,它直接关系到GIS的功能和效率。为了对3DGIS海量数据进行有效地存储和管理,本文讨论了3DGIS栅格数据结构线性八叉树编码压缩技术,并在原来压缩技术基础上,对其压缩过程进行了改进,同时给出了改进后的压缩和解压缩算法。通过对改进前后算法的比较,发现改进后的算法在压缩时间和数据压缩率上都有显著提高。     

基于小波变换的可扩展网格编码

为了使位流可以适应网络带宽的异构、时变以及各个网络终端的不同图形处理能力,在网格压缩中引入了位率可扩展性和分辨率可扩展性的概念,提出一种基于小波变换的渐进压缩方法来产生同时具有位率和分辨率可扩展性的位流.该方法将各个子带独立进行编码,对每个子带中的小波系数,按确定的扫描次序转换成一维序列,量化后进行位平面编码.设计了一种自适应细分信息编码算法,使解码端知道每一个小波系数应该放置在哪一个顶点上.实验表明,该方法的位流大小约为PGC方法的70％左右,且具有PGC所不具有的分辨率可扩展性.     

基于三维零树结构的感兴趣区医学图像内嵌编码算法

为了使医学图像压缩更适合于医学诊断,利用医学图像为多帧图像序列的特点,选用三维小波对图像进行变换,并将二维零树结构扩展到三维零树．同时,提出一种简单有效的三维零树感兴趣区模板建立方法,在三维内嵌编码方法中运用感兴趣区域编码．该算法有效地控制了感兴趣区与背景区的图像质量,从而在不影响医疗诊断的基础上提高了系统的压缩比．     

基于YC子阵的彩色图像三维矩阵变换压缩编码

提出了一种新的基于子阵模型的三维矩阵变换彩色图像压缩方法。此压缩方法的创新之处在于:三维子阵分割中采用了亚采样和YC子阵技术,能更好地去除彩色图像分量间的冗余,提高压缩比,而且在YC子阵技术中提出了Y类三维子阵和C类三维子阵的概念;量化方法采用了线性非均匀标量量化,并定义了一种新的运算方法———量化除法。实验表明,与基于矢量量化方法的三维矩阵变换压缩方法相比,本文方法的优点是对具体的图像无依赖,并在压缩整体效果方面已经优于JPEG方法。