基于主平面切片的3D模型检索方法

提出一种改进的基于切片的3D模型检索方法。首先，将查询模型进行归一化处理，然后，在模型正交主平面的三个方向上进行多次切割，根据所得裁剪平面轮廓点的分布特征计算模型的特征向量，最后根据该向量进行3D模型检索。利用普林斯顿大学的所提供的3D模型库的标准模型作为实验数据进行实验，结果表明，与原有基于切片的3D模型检索算法相比，本文方法能更加有效的检索。     

特征间互补性结合使用的3D模型检索技术

三维（3D）模型检索是多媒体信息检索的热点研究问题之一。针对基于单一形状特征的3D模型检索存在 的不足，提出了结合多种形状特征进行模型检索的方法。把模型的面积分布和纬度方向平均半径2种特征被应用 于模型检索。实验结果表明，由于不同形状特征的互补性，采用多种形状特征可以得到更好的检索准确率。     

特征间互补性结合使用的3D模型检索技术

三维（3D）模型检索是多媒体信息检索的热点研究问题之一。针对基于单一形状特征的3D模型检索存在的不足，提出了结合多种形状特征进行模型检索的方法。把模型的面积分布和纬度方向平均半径2种特征被应用于模型检索。实验结果表明，由于不同形状特征的互补性，采用多种形状特征可以得到更好的检索准确率。     

基于RANSAC算法的2D Metrology在BGA质量检测中的应用研究

针对BGA质量检测中芯片图像的识别定位问题,提出了一种基于RANSAC算法的2D Metrology芯片定位方法。首先进行2D Metrology建模,其次添加对象到2D Metrology模型,然后设置2D Metrology模型参数,应用2D Metrology,最后得到2D Metrology模型的对象定位边结果。该方法基于RANSAC算法,能精确识别模型对象中的边缘轮廓特征,简单易行、定位精度高、鲁棒性好、抗干扰能力强。文中通过实验,与常用的基于最小二乘法的芯片定位方法进行对比,验证了该方法的有效性。     

基于投影法的图像检索

全局颜色直方图无法体现图像颜色的空间分布情况,为了克服这一缺陷,提出了利用投影法进行图像检索的算法.利用HSI颜色模型,把图像的色调、饱和度和亮度分量分别在水平和垂直两个方向上投影,得到6个投影直方图.色调和饱和度的投影直方图反映了颜色的空间分布,而亮度的投影直方图则体现了图像的形状.然后,使用这6个投影直方图的前三阶中心矩作为特征,计算图像间的距离.实验结果表明,该算法检索速度快,具有较高的查全率和查准率.     

3D Zernike径向多项式的性质和快速算法

针对3D Zernike矩计算复杂度过高的问题,研究了3D Zernike径向多项式的性质和快速算法.发现了3D和2D Zernike径向多项式之间的关系,并利用该关系将2D Zernike径向多项式的重要性质及其包含的4种快速算法推广到3D情形.从计算3D Zernike径向多项式全集的角度,对推广得到的4种3D快速算法做进一步优化融合,设计了一种比单独使用任何一种算法都更加快速的3D混合算法.对这5种算法进行了复杂度分析,并针对不同的最高阶,对5种算法求3D Zernike径向多项式全集所用的CPU时间进行比较.结果表明,3D混合算法显著降低了复杂度,明显提高了运算速度,并且阶数越高优化的效果越明显.     

3D卡通角色的快速骨架提取算法

为了简化模型的骨骼绑定工作,设计一套自动计算骨架的方法。该算法以模型的2D轮廓作为输入,从轮廓中提取候选关节点并构造2D骨架,再映射到相应的3D模型上,并采用神经网络算法增强骨架的通用性和质量。试验证明:使用该算法可大幅度提升骨架提取的性能,在移动设备上可以在1s内完成整个骨架计算流程,且其精度损失基本可以忽略不计;该算法可以处理多样化的卡通角色,既能帮助普通用户完成骨骼绑定工作,也可以提高专业设计师的工作效率。     

基于多尺度边缘链码方向的图像检索算法

提出了基于多尺度的边缘链码方向的图像检索算法。首先采用不同的尺度对图像进行轮廓描述,获得多尺度的图像轮廓图;再对不同尺度的轮廓图进行链码方向统计,计算不同链码方向所占的比值,计算均向量;最后利用向量的欧式距离度量相似性。实验结果表明,该算法具有查准率高、检索性能良好等优点。     

第Ⅰ类二维离散Hartley变换的递推减半法及其计算机实现

该文给出了计算第Ⅰ类二维离散Hartley变换 (2D -DHT -Ⅰ )的一种递推减半法 ,对M×N=2 r× 2 S2D -DHT -Ⅰ的计算 ,其算术复杂性比已有的向量基算法及Bracewell算法减少 2 5 %～ 35 % ,属目前运算量最小的一类算法     

基于FDM技术的阶梯效应弱化及特征保留自适应分层算法

当FDM-3D打印在模型细节特征较多、外轮廓曲率变化较大时,阶梯误差明显且无法有效保留细节特征.以列表排序法去除STL模型冗余数据并重新建立其三角面片拓扑关系,并提出一种基于FDM技术的自适应分层算法.该算法将3D打印自适应层厚计算问题分解为弱化阶梯效应与保留细节特征两部分,将阶梯误差分别描述为体积误差与尖端高度,模型特征以点、线、面的形式分别计算,得出4个自适应层厚分量并加权结合,以防止特征遗漏为目的,确定下一个分层扫描面高度.与常规等厚分层算法相比,该算法试验模型成型时间缩短30%、分层数减少27%、体积误差缩小34%,且表面质量更佳,在保证3D打印成型质量的前提下,能够最大程度地减少分层数.     

基于局部分块三维物体表面三角划分算法

基于三维重建工作中物体截面轮廓线序列中相邻轮廓线基本相似的事实,提出了物体截面轮廓线点集之间三角划分的一种快速算法．算法首先寻找轮廓线的控制点,对每两条相邻轮廓线的控制点进行配对;然后将这样两条轮廓线之间的三角划分分配在多个小曲线段对之间进行,并且根据事先匹配的控制点,在每个小的区域中进行简便快速的三角划分．实验验证了算法的有效性．     

基于直接数字频率合成的变频条纹生成方法

针对时间相位重建算法存在的实时性差的缺点，提出了一种可以快速生成并获取二维编码条纹图的方法．该方法利用直接数字合成器驱动的声光偏转器使2束相干光分别发生布喇格衍射，2束衍射光相交后发生干涉，获得干涉条纹．通过调节直接数字合成器的频率控制字改变干涉条纹的空间频率．依据该原理建立的系统可以完成变频条纹图的实时投影与采集，对采集到的变频条纹图进行处理后可以获得物体的三维数字像．实验表明每幅条纹图的投影及采集用时10ms左右，该投影及采集装置可以应用于实时性要求高的三维传感系统中．     

基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为

针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.     

基于投影的断层间多连通物体轮廓表面重建

提出一种基于轮廓投影关系判断的断层间多连通轮廓的表面重建方法,在分析轮廓投影关系特性的基础上,建立了“连接表面投影区”;在连接表面投影区域内,利用距离函数生成过渡区域的体数据,进行表面重建的计算;并可根据需要进行插值计算,生成分辨率较高的体数据;最后对MT算法进行改进,抽取等值面,完成物体的表面重建,该方法缩短了体数据的构造时间,加快了整个表面的重建速度,保证了重建表面的正确性。     

用于三维主动视觉传感的投影系统的光学设计

通过投影系统将编码图片投射到物体的表面,然后再用CCD接收被测物体表面调制的图形,从而得到物体三维信息。文章叙述了投影系统的原理和结构,并对投影系统进行了外形尺寸计算,利用光学设计软件对聚光镜、投影物镜进行了优化,得到了一个较为理想的、满足视觉传感精度的投影系统,且成本低及成像质量好,有较高的实用价值。     

基于X射线的电容三维可视化检测

随着电子元件封装技术的发展,电子元器件集成度越来越高,对内部缺陷的检测需求也逐渐增加,而传统方法很难实现内部缺陷的检测。三维可视化技术是利用基于X光的连续断层图像进行三维立体显示的过程,可直观显示元器件表面及其内部一定深度的结构,有助于电子元件封装过程中内部缺陷的检测。文中以常见的电容元件为对象,研究了基于断层边界轮廓线的重建算法。首先对图像进行预处理得到断层图像轮廓线,然后利用最小二乘B样条拟合形成光滑的闭合轮廓线,最后将各层轮廓线堆叠形成电容的三维模型。实验结果表明算法能显示出元器件表面及内部结构,可用来检测元器件的内部缺陷,协助评估元器件质量。     

利用空间正交约束的相机自标定和三维重建

提出了一种用2幅未标定的图像进行三维重构的算法.利用空间 3 组垂直方向的正交结构与其在图像平面上消失点的对应关系,线性计算出相机的内参数,再利用3组匹配线段计算相机在2个视角的运动参数,最后根据得到的相机参数采用三角测量法计算空间点的三维坐标值.该算法与利用三正交运动的主动标定法相比,把相机的正交运动约束转换成空间正交结构约束,使用简单,适应性强,可直接利用参数未知的手持数码相机拍摄图像进行三维重建.对真实的建筑场景图像进行三维重建实验,重建后的三维模型在新视点生成的图像与所观察的场景一致,重构的2个平面夹角与实际值的测量误差在1 5%~2 6%之内.     

三维晶体形态绘制软件——xPlane

xPlane是基于VB编写的绘制三维晶体形态及其投影的计算机软件。对软件 的几何原理、算法以及数据的输入和输出进行了简单介绍。在表现晶体的立体形态时,仅要 求输入点群、晶胞参数和单形符号,就可以显示晶体单形和聚形的立体形态及其吴氏网投 影,并可以实时旋转,也支持多种格式的输出。xPlane可作为模拟、分析和研究晶体形态的 辅助工具以及用于晶体学课程的教学演示。     

Mapinfo数据的坐标转换方法研究

该文根据三种方式深入探讨了带属性的MapInfo数据的坐标转换方法：一种通过VC和MapX编程调入“.tab”文件,实现WINDOWS窗口界面化的输入和显示方式,通过输入七参数或四参数,快速实现了坐标系之间的一系列转换;一种通过AutoCAD Map 3D软件导入和导出“.tab”文件,利用平移、旋转、缩放命令实现四参数转换;一种在.prj文件中定义坐标系,通过改变投影来进行转换.这三种方式最终都以WGS-84坐标转换为BJ54坐标为例子进行了验证,取得良好结果.     

Mapinfo数据的坐标转换方法研究

本文根据三种方式深入探讨了带属性的MapInfo数据的坐标转换方法：一种通过VC和MapX编程调入“.tab”文件,实现WINDOWS窗口界面化的输入和显示方式,通过输入七参数或四参数,快速实现了坐标系之间的一系列转换;一种通过AutoCAD Map 3D软-导入和导出“.tab”文件,利用平移、旋转、缩放命令实现四参数转换;一种在.prj文件中定义坐标系,通过改变投影来进行转换.这三种方式最终都以WGS-84坐标转换为BJ54坐标为例子进行了验证,取得良好结果.