基于一维插值的人头像三维表面重建

描述了一种基于一维插值的人头像三维表面的重建方法。该方法从几个不同侧面的人体头部条形图获得人头像的三维条形图．经过型值点的提取，一维三次样条插值，三维重建，进而得到任意分辨率的人体头部三维曲而的数字表示及三角形、四边形网格图等表示形式，一维插值与传统的三维曲面重建的二维插值方法相比较，算法简单，三维曲面重建所需的时间也较少。该方法已在PIII 800PC机上进行了验证，获得了较好的效果。     

三维复杂曲面的手绘生成方法

为便于用户在概念设计时快速进行三维形状设计,将变分隐式曲面表示与手绘草图相结合,提出一种三维复杂曲面的交互生成方法.该方法分别采用膨胀变换、曲线交叉变换和弯曲变换,将轮廓、截面和骨架等3种交互笔画扩展生成三维约束点,支持用户以手绘草图方式来控制生成三维曲面的形状;通过对变分隐式曲面函数的局部化来实现曲面混合,保证三维复杂曲面交互生成的实时性.实验结果表明:文中方法能生成多种不同形状的三维复杂曲面,可有效地支持三维复杂形状的"分而治之"构造过程.     

从点集重构曲面网络方法综述

本文主要对三维数据点重构曲面网格模型方法进行了综述。从三维数据点集重构曲面一般遵循以下三个步骤：1）重构曲面网格模型；2）网格简化；3）拟合曲面（通常为Bezier,NURBS),其中重构曲面网格为关键的一点，三维数据点集由三维数字化仪采集得到，不同的数字化设备，得到的三维数据点集可能会有差别，重构曲面网格的算法也不尽相同，本文介绍了几种对于不同数据形式，有代表性的重构曲面网格算法。     

基于灰度图像的三维曲面重建系统设计

由二维图像重建三维模型是计算机科学中的一个研究热点。对该问题进行了深入研究，提出了一个基于Shape From Shading（SFS，基于阴影恢复形状）方法进行曲面重建的方法。该方法从图像人手，采用图像处理技术对图像进行必要的处理，由图像的亮度进行曲面三维形状的重建，并利用OpenGL和Visual C＋＋开发了一个三维曲面重建系统，可以由曲面的二维灰度图像方便地重建出其三维形状。该系统的设计对实现产品的快速开发具有重要的意义。     

基于反求工程的牙颌模型的建立

目的：利用三维激光扫描仪扫描全牙列模型，对获得的数据进行处理。重构牙颌的三维图形。方法：将获得的三维点云数据进行处理，包括数据平滑、特征提取、数据分割、自由曲面建模等实现牙颌的三维重构。结论：得到牙颌的三维重建数字模型．牙颌模型的建立将极大地提高后期医生设计牙齿的质量与效率。     

基于隐式T样条的曲面重构算法

提出隐式T样条曲面，将T网格从二维推广到三维情形，同时利用八叉树及其细分过程，从无结构散乱点数据集构造T网格，利用曲面拟合模型将曲面重构问题转化为最优化问题；然后基于隐式T样条曲面将最优化问题通过矩阵形式表述，依据最优化原理将该问题转化成线性方程组，通过求解线性方程组解决曲面重构问题；最后结合计算实例进行讨论．该方法能较好地解决曲面重构问题，与传统张量B样条函数相比，能效地减少未知控制系数与计算量．     

基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟

提出一种基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟算法，该算法将整个模拟过程分为两个阶段：首先利用四点细分曲面造型方法生成三维服装刚性曲面，然后在刚性曲面基础上通过引入织物的物理模型来模拟三维服装柔性曲面，通过物理和几何模拟方法有机结合，算法有效解决了复杂衣片间的缝合问题，较大地提高了模拟的计算效率，同时，也提出了一种基于细分曲面层次数据结构的碰撞检测算法，有效提高了模拟速度，提出的算法已全部在所开发的三维虚拟服装试衣系统中得以实现，实验结果表明：该算法具有模拟效率高、交互性强和易于计算机实现等优点。     

方程曲面的一种绘制算法

提出了显式方程和参数方程表示的曲面的一种绘制算法，该算法可以绘制任意复杂的方程曲面。首先将方程曲面离散成四边形网格，然后采用消隐算法消除曲面的自隐藏线。消隐算法引入遮挡多边形的概念，利用遮挡多边形判断曲面上离散点的隐藏性，同时将潜在隐藏线段与遮挡多边形求交，从而得到该线段的实际隐藏部分。该绘制算法对以网格模型显示三维物体具有通用性。     

基于Kohonen神经网络的B样条曲面重构

探讨了三维散乱数据点的自由曲面自组织重构方法。建立了基于自组织特征映射神经网络的矩形网格重构模型及其训练算法。所建模型利用神经元对曲面散乱数据点的学习和训练来模拟曲面上点与点之间的内在关系,节点连接权向量集作为对散乱数据点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系。通过该方法不仅能够对无规则散乱数据点进行逼近,并且通过该方法得到的曲面也可以作为后继曲面重构的初始曲面。仿真实验表明,所建神经网络模型可实现三维密集无规则数据点的曲面自组织重构集自压缩于一体。     

径向基函数网络的隐式曲面方法

将径向基函数网络与隐式曲面构造原理相结合，提出一种构造隐式曲面的方法．首先以描述物体曲面的隐式函数为基础构造三元显式函数，然后用径向基函数网络逼近显式函数，最后从神经网络的仿真超曲面得到描述物体的封闭曲面；并证明了在理论上此等值面可以以任意精度逼近物体曲面．该方法具有光滑度高、稳定性好，尤其适用少量采样点情形等特点．实验表明，它具有很强的造型能力．     

基于组合方法对图像的双三次多项式拟合

提出了基于图像数据构造拟合曲面的新方法.假设给定的图像数据所对应的原场景曲面能用分片二次多项式曲面表示,原场景曲面称为原曲面.现有方法通常是用图像数据作为插值数据构造原曲面的拟合曲面,而新方法以图像数据生成公式为约束,通过反向采样过程来构造对图像数据拟合的曲面,从而使拟合曲面具有更好的逼近精度.由于图像边缘处的质量对图像的视觉效果起着关键的作用,我们也把图像边缘做为约束条件用于拟合曲面的构造.对于每一个数据点及其邻近区域,新方法以采样公式和图像边缘作为约束条件局部地构造一张二次多项式曲面片,该曲面片具有二次多项式精度.所有的二次多项式曲面片的加权组合形成逼近原曲面的拟合曲面.对算法比较的实验表明,由新方法生成的放大图像具有较高的精度和较好的视觉效果.     

基于多智体的分布式信息挖掘系统及其应用

讨论了多智体在分布式信息挖掘系统(DIMS)中的应用,给出了基于多智体的DIMS总体结构模型和各子系统功能描述,形成了一类具有双网(Internet,Intranet)、多库协同的复杂系统。     

采用CT切片的三角片曲面重构算法

采用二维平行轮廓线三维重建表面是三维建模研究领域的一项重要研究课题，具有非常广泛的应用领域。重建过程中计算量非常庞大，有效地化简重建的数据可以大大提高重建效率。文中提出了一种基于分析轮廓骨架点的表曲面重构算法。首先对CT切片进行预处理及图像分割，然后对轮廓线提取骨架，再进行骨架剪裁，最后采用模拟退火法进行三维重建。该算法使三维重构的数据大大化简，同时克服了局部优化算法中需交互指定初始连接边的缺点。     

基于曲面法向量的曲面恢复

从另一个角度研究三维曲面的恢复,即根据曲面法向量,考虑多块曲面的重构.算法输入的数据是估计的曲面法向量,比如输入的数据是根据从阴影恢复形状或从纹理恢复形状等计算机视觉低层次处理中得到.通过球面坐标变换把曲面法向量分解成两个函数;然后再对这两个函数进行滤波处理,通过对这两个分割的叠加将空间曲面分割成几个子曲面;最后利用Green函数分别恢复各个子曲面.虽然只利用了一般的图像处理技术,却能得到比传统的基于曲面法向量的方法更好的结果,特别是边界部分的恢复.这是因为传统的方法只是考虑恢复一个曲面模型,因此在不同曲面的边界上会产生模糊.最后利用模拟数据和由阴影恢复形状算法获取真实数据来评价提出的算法,并都与传统的方法进行了比较.     

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.     

工程结构构件裂缝图像的处理与宽度测量

在分析工程结构构件表面裂缝数字图像的基础上,考虑到图像数据量之大以及测量时间的要求,采用辅助图像定位裂缝图像处理区域,减少了图像处理的数据量,使图像处理时间可以减少一个或者两个数量级;然后在裂缝图像处理区域中进行图像分割提取出裂缝,对裂缝二值图像进行左右边界提取,进而得到裂缝宽度信息;实验结果表明,该算法能够比较稳定和准确地检测工程结构构件表面裂缝的位置、宽度等特征.     

基于柱坐标B样条活动曲面模型的3D分割方法

基于长轴和短轴系列核磁共振图像重建3D左心室内外表面是提取左心室基本形态参数以及左心室运动分析的基础.提出了柱坐标B样条主动表面(CBAS)模型,将其用于3D分割左心室内外膜表面. CBAS模型的等参曲线网格由B-snake模型组成,根据短轴、长轴成像平面在3D空间中的位置关系,网格中的节点在两幅短轴及长轴图像上寻找对应的边缘点,节点间的采样点则在单一的短轴或长轴图像上获得图像能量.首先利用改进的模糊Hough变换确定短轴图像中左心室心肌内外轮廓的大致位置,其次用其构建柱坐标B样条主动曲面模型的初始表面.对左心室表面的分割过程在柱坐标下进行,使得模型在SA图像及LA图像上形状的改变能够统一为一个参数的变化,减小了模型的复杂度.最后通过与手工分割结果的线性回归分析证明了方法的准确性.     

基于PM模型的曲面去噪变分水平集方法

PM（perona-malik）模型是一种经典的非线性图像扩散模型,该模型能根据设定的阈值对图像光滑区域进行扩散,并能自适应地保持图像边缘。本文将曲面法矢量与一般灰度图像的强度进行类比,将经典的图像扩散的PM模型转化为曲面几何噪声处理的自适应扩散变分模型,在使曲面光滑的同时,能够保持曲面边缘。曲面采用隐函数的零水平集表达,能量泛函中的数据项用初始水平集函数的Heaviside函数与演化后水平集函数的Heaviside函数差的平方表达,能量泛函中的光滑项基于几何曲率定义。此外,在能量泛函中增加了水平集函数为符号距离函数的惩罚项,避免了水平集函数需要不断重新初始化的问题。数值实验验证了所提出模型的曲面噪声去除及曲面边缘保持效果。     

Automatic defect detection of texture surface with an efficient texture removal network

Automated defect inspection of texture surface is still a challenging task in the industrial automation field due to the tremendous changes in the appearance of various surface textures. We present a simple but powerful image transformation network to remove textures and highlight defects at full resolution. The simple full convolution network consists only of 3 × 3 regular convolution and several dilated convolution blocks, which makes it compact and able to capture multi-scale features effectively. To further improve the ability of the network to suppress texture and highlight defects, a polynomial loss function combining perceptual loss, structural similarity loss and image gradient loss is proposed. In addition, a semi-automatic annotation method mainly composed of wavelet transform and relative total variation is designed to generate a data set of image pairs containing the original texture image and the desired texture removal image. We conducted experiments on a milled metal surface defect dataset and an open data set containing various textured backgrounds to evaluate the performance of our method. Compared with other convolutional neural network approaches, the results demonstrate the superiority of the proposed method. The method has been applied to the surface defect online detection system of an aluminum ingot milling production line, which effectively improves the surface inspection efficiency and product quality.     

微细管道内壁三维测量技术研究

提出了一种适于管道内壁缺陷检测和三维测量的计算模型和测量方法．形貌检测器在驱动机构的带动下沿着管道轴线行进时,按照控制指令对管道内壁任意截面进行图像拍摄．通过对图像的处理,提取出截面上离散点的图像坐标,再结合对CCD摄像机标定得到的参数,计算出截面环上各离散点在三维坐标系中的位置,从而重构出该截面的形状,完成管道内壁的检测,并为后续的管道内表面三维重建提供数据信息．