基于形状匹配变形模型的三维人脸重构

为了从多幅人脸图像构造三维人脸结构,通常需要自动提取不同图像中的对应特征点,这往往是很难完成的.为了避免这个困难,本文建立了一个基于形状匹配的三维变形模型,在保证形状最佳匹配的条件下,实现对人脸图像姿态的估计和三维人脸重构.模型采用径向基函数对通用头部模型进行变形,用形状上下文来描述点之间的形状相似性,形状距离用来描述头部模型和人脸图像整体形状上的相似性,从而实现形状最佳匹配意义上的三维重构.实验表明,本文的算法只需要在人脸图像中提取特征点集,不需进行配准,就可以恢复出令人满意的三维头部结构.     

基于优化三维变形模型参数的人脸重建方法

针对基于三维(3D)变形模型的人脸图像重建方法对人脸特征点检测不准确导致的重构模型形状表达能力不稳健问题,提出了一种优化3D变形模型参数的重建方法.首先,通过改进的位置映射图网络准确提取和定位人脸特征点,并以此为基础得到初始模型参数.然后,为了提高模型的精准度和泛化能力,融合基于回归方法得到的参数获取优化的模型参数.最后,对3D变形模型进行优化,得到最终的人脸模型.用真实人脸作为实验数据的结果表明,本方法能实现精确的3D人脸重建.     

一种基于NURBS曲面控制的多分辨率自由变形算法

提出一种针对非均匀有理B样条（NURBS）曲面的自由变形算法,将Loop细分技术引入到NURBS曲面的自由变形中,并提出了通过细分层次控制进行精确多分辨率变形的方法。算法首先根据模型的结构特征确定初始控制顶点,然后对逐步细分的控制曲面片建立局部坐标系,计算每层细分生成的曲面控制点局部坐标,最后根据变形偏移量重新计算各细分层次下网格点新做标,进而实现多分辨率变形。通过虚拟环境中小麦叶折断变形实验,验证了所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的作物模型的变形操作,在到达某一细分层次时,若控制点数小于某一阈值且自由变形时间增加较小,可以使该例中自由变形具有良好的精确性和实时性。     

基于离散Sibson插值的反半色调算法

本文提出了一种基于离散Sibson插值的盲反半色调方法.算法建立在统一的离散Voronoi图框架之上,通过自适应Voronoi区域估计得到种子点的灰度值,然后通过离散Sibson插值将传统的反半色调问题转化为插值问题并计算获取连续色调图像.算法不需要知道任何先验知识,因此算法具有更广的适用性,可以被应用于任意方法生成的...     

基于LED与肌肉模型的特定人脸建模与动画

特定三维人脸的建模与动画是计算机图形学中一个非常令人感兴趣的领域.本文提出了一种新的从两幅正交照片建立特定人脸的模型以及动画方法,首先以主动轮廓跟踪技术snake自动获取人脸特征点的准确位置,然后以文中的局部弹性变形(local elastic deformation)方法进行通用人脸模型到特定人脸的定制,并辅以采用图像镶嵌技术生成的大分辨率纹理图像施行纹理绘制,该方法以特征点的位移和非特征点与特征点的相对位置为基础计算局部人脸面部的变形,同时还能够实现人脸剧烈的面部变化和动作,与肌肉模型相结合,可很好地实时完成人脸的动画,具有快速高效的特点.最后,给出了所得到的实验结果.     

改进的三维人脸稠密对齐方法

针对ICP、NICP、流光法用于对齐三维人脸,建立形变模型,存在人脸对齐精度和准确性上的局限性问题。在标准形变算法的基础上,改进了局部匹配点搜索策略和形变能量函数,增加匹配点的准确性。并根据非刚性形变算法的思想,提出三维人脸迭代稠密对齐方法。在BJUT－3DFace Data人脸数据上实验证明,文中算法提高了人脸对齐的精度和准确性。     

基于ROI内容保留变形算法的三维视频快速稳定

针对传统的三维视频稳定算法计算量较大的问题,提出了一种基于感兴趣区域内容保护的变形算法.首先,估计每个输入帧特征点的三维信息并确定感兴趣区域;然后,利用基于ROI整帧的图像变形算法和保持显著性的图像变形算法去除输入帧的抖动;最后,利用交叉方法去除ROI边界伪迹.在5个HD视频序列上的仿真实验结果表明,该算法可获得与其他先进算法相同的去抖动性能,且算法执行时间降低了至少14％.     

自由曲面形状信息快速反求系统研究

本文对自由曲面的快速反求系统进行了研究。首先将矩形光栅投影在被测表面上,利用光栅投影法测量自由曲面上每点高度信息。然后对测量的三维离散数据进行一种特殊的Hermite插值,通过重叠的矩形作用域叠加而形成一个由矩形网格表示的新曲面。最后,采用AutoCAD命令绘制三维自由曲面。     

基于Voronoi图的无线传感器网络覆盖算法研究

覆盖问题在无线传感器网络研究中具有很重要的地位,用最少的节点获得最大的覆盖面积是研究目标。Voronoi图,又叫泰森多边形或Dirichlet图,它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。在一对邻近节点间,垂直平分线上的每个点被感知到的概率最小。文章中,作者提出一种基于Voronoi图的无线传感器网络覆盖算法,算法中先找出最大可能盲点,然后重新部署节点,以达到用最少的节点获得最大的监测面积。仿真实验证明了算法有效性。     

基于点约束的点云模型自由变形研究

自由变形技术是计算机图形学研究的热点问题之一。本文首先介绍基于点约束的变形技术,并将此应用于点云模型的自由变形中。然后介绍了高斯分布的相关特性,考虑到该算法变形基函数与高斯分布有类似性质,设计了一个阈值函数,结合该变形算法,将其应用到自由变形中,观察了其变形效果以及时间复杂性。通过试验,改进后的算法在保持变形效果的同时,计算时间明显减少。     

无人飞行器自主降落区识别方法研究

为实现无人飞行器的自主降落,针对降落平坦区域包含特征较少、且分布没规律、形状各异等特点,本文设计了一种基于点云几何特征的快速点云分块和平坦区识别方法。该方法通过无人飞行器上的相机获取二维图像,并使用多视角立体三维重建技术获得场景三维点云,提出了以空间距离作为平滑项、以点在Z方向上的高度作为相似项的三维点云滤波算法对三维点云滤波,设计了基于点云法线和曲率的聚类分块对点云进行区域划分,然后改进RANSAC算法拟合点云平面,筛选出无人飞行器飞经场景的平坦区,并最终确定出无人飞行器的最佳降落区。最后,用本文所设计方法对戈壁人工沟壑、戈壁自然沟壑和小区花园等实拍场景图像进行降落区识别,实测结果显示识别出的区域地形起伏均小于0.125m@m~2,满足无人飞行器降落要求。     

衍射层析成像的Voronoi图密度补偿算法的研究

网格算法是最常见的衍射层析成像的频域重建算法,然而这种算法却容易引入误差,且对采样点的分布形状较敏感,因此,本文提出了一种基于Voronoi图密度补偿的超声衍射层析成像重建算法.首先,用三角剖分快速生成算法生成投影数据的Voronoi图,并对在外凸壳上对应的Voronoi图面积是无穷大的点通过拟合、插值处理使之变为有限的补偿面积,从而得到整个点集的补偿面积.其次,提出了基于Voronoi图面积密度补偿的衍射层析成像的非均匀傅里叶变换网格重建算法,重建图像的质量较没有补偿的有很大提高.最后,提出了选取1/4圆弧的数据集重建方案,实验结果表明：在重建质量相当的情况下,1/4圆弧的重建时间比1/2圆弧少27.32%.     

一种基于激光三维成像雷达距离像的目标检测方法

为了提高激光三维成像雷达地面目标的检测效率,提出一种基于激光三维成像雷达距离像的目标检测方法。该方法首先采用基于邻域像素内检测距离反常算法对距离像进行噪声抑制预处理,然后采用基于形态学的地面估计和高程分割算法实现了距离像的地物分割,最后根据感兴趣目标的尺寸特征,采用最小外接矩形估计算法实现了感兴趣目标的快速检测。本文提出的方法充分利用了距离像的高程信息和目标已知的先验知识,不受二维图像中光照灰度变化对目标检测效果的影响以及处理三维海量点云数据对计算速率的影响。实验结果证明,本文提出的方法适用于复杂多变的战场环境下对地面目标进行快速检测,且满足了实时性要求。     

一种具有预测能力的三维图像分割方法

在充分分析三维图像特点的基础上,提出了一种新的三维图像分割方案。该方案在改进的主动轮廓模型的基础上融入了预测算法。三维图像中物体的轮廓沿着空间轴或时间轴的位移和形变是连续的,该算法根据这一特性,利用前几幅图的分割结果来预测当前图像中物体轮廓的位置和形状,弥补了主动轮廓模型搜索范围小的缺点。对医学解剖图像的试验结果表明,这种方法能显著提高分割的准确性和速度。     

Analysis of D2D‐pairing scheme based on Voronoi diagram in cellular networks

This paper presents a device‐to‐device (D2D)–pairing scheme based on Voronoi diagram, which establishes D2D links by the relation of transmission powers and link distances. Using the principle of stochastic geometry and channel inversion, the coverage probability is analyzed, we observe that the co‐channel interference caused by cellular networks is stable in theory, and the influence of link distance parameter is highlighted as well. According to the second‐order moment of link distance, the new metric space of D2D terminals set is constructed, in which Voronoi diagram is degenerated into Delaunay triangles set to represent the potential D2D links. In addition, on the basis of the mini‐max length criterion of Delaunay triangle, the D2D communication range–limiting algorithm is designed. Finally, the more intuitive results compared with conventional D2D communications are displayed by simulations. Owing to restraining the D2D communication range, lower co‐channel interference can be obtained. Specially, the D2D‐pairing scheme is approximate local optimal under the D2D communication range–limiting algorithm, and it can provide more fairness than greedy algorithm.     

一种无标记点人脸表情捕捉与重现算法

提出了一种无标记点的人脸表情捕捉方法.首先根据ASM（Active Shape Model）人脸特征点生成了覆盖人脸85%面部特征的人脸均匀网格模型;其次,基于此人脸模型提出了一种表情捕捉方法,使用光流跟踪特征点的位移变化并辅以粒子滤波稳定其跟踪结果,以特征点的位移变化驱动网格整体变化,作为网格跟踪的初始值,使用网格的形变算法作为网格的驱动方式.最后,以捕捉到的表情变化数据驱动不同的人脸模型,根据模型的维数不同使用不同的驱动方法来实现表情动画重现,实验结果表明,提出的算法能很好地捕捉人脸表情,将捕捉到的表情映射到二维卡通人脸和三维虚拟人脸模型都能取得较好的动画效果.     

基于3D方向可控制滤波器的MRA脑血管检测

针对低信噪比的磁共振造影(MRA)图像,本文提出了一种新的基于方向可控制滤波器的3D脑血管增强和检测方法.我们把3D二进B样条小波作为基滤波器,通过线性组合得到一个可旋转到任意角度的3D方向滤波器.基于该滤波器响应的方向能量被用来检测血管的方向强度.对多尺度变换下得到的局部能量最大值图像,采用简单的阈值分割就能抽出完整的脑血管树.我们对实际病人的MRA体数据进行了测试,得到了比较满意的结果.实验结果表明,我们提出的方法简单、可靠,并适合于其他管状结构如心血管、支气管树的检测和抽取.