基于雷达复杂1维距离数据的3维重建算法

基于刚体目标3维运动过程中的几何不变性,可以利用目标上多个散射点在单天线雷达1维距离像序列中的1维距离数据,重建出目标未知的3维结构和运动路径。针对此1维到3维的几何重构问题,提出了一种雷达刚体目标结构和运动的3维重建算法,该算法可利用散射点复杂的1维距离数据进行重建,并且采用非线性优化技术实现了对目标重建参数的捆绑调整(bundle adjustment)。另外,该算法中引入了目标的平移模型,使目标的平移参数能够与旋转参数一并求解,从而避免了距离对准操作的误差对重建精度的影响。仿真实验结果表明,由于重建数据中散射点的数量以及目标3维运动的丰富性得到了显著提高,尤其是最优化技术在算法中的成功应用,重建算法的鲁棒性得到了有效增强。     

Reconstruction of intersecting curved solids from 2D orthographic views

This paper presents a new approach to reconstruct curved solids composed of elementary volumes intersecting with one another from three-view engineering drawings. Intersection curves arising from two intersecting curved surfaces are mostly higher order spatial curves, which cannot be described exactly by 2D orthographic projections and normally represented as smooth curves passing through several key points or even simplified as arcs or lines. Approximated sketches of higher order intersection curves in 2D views result in the invalidation of existing methods that need the exact projection information as input. Based on some heuristic hints, our method is able to recover the complete and correct half-profiles of the intersecting elementary volumes using the least traces left by them, which ensure the correctness of solution solids constructed finally. Several examples are provided to show the validation of the described method.     

Reconstruction of 3D interacting solids of revolution from 2D orthographic views

3D CAD is replacing 2D CAD to improve efficiency of product design and manufacturing. Therefore, converting legacy 2D drawings into 3D solid models is required. CSG based approaches reconstruct solid models from orthographic views more efficiently than traditional B-rep based approaches. A major limitation of CSG based approaches has been the limited domain of objects that can be handled. This paper aims at extending the capabilities of CSG based approaches by proposing a hint-based recognition of interacting solids of revolution. This approach can handle interacting solids of revolution as well as isolated solids of revolution.     

基于序列图像的鲁棒三维重建方法

提出了基于序列图像的鲁棒三维重建方法。首先利用两幅图像的最优参数估计,然后添加新图像并采用稀疏调整,减少图像坐标测量值的最小几何误差。通过对三维结构和摄像机参数进行全局优化处理,以提高重建的鲁棒性。实验结果表明,该方法提高了重建的精度和鲁棒性,并真实地再现了物体的三维模型。     

基于钻孔信息的二维剖面图的三维实体重建*

为了有效地表示地质应用领域的三维实体,针对矿山地质三维数据的特征,提出了基于钻孔信息的地质体分层模型重建策略。给定原始地质钻孔数据,利用自适应神经网络预测地质体横剖面内信息未知区域的品位属性,生成分层数据;结合离散网络模型自动创建相邻数据分层内控制点之间的拓扑关系,由此建立三维实体的表面模型;然后利用OpenGL造型系统对上述模型进行可视化渲染。最后为验证建模方法的有效性,开发了一套地质体三维建模实验系统,并结合实证数据进行了仿真分析。     

A new method for identifying and validating features from 2D sectional views

Feature identification is one of the key steps for 3D solids reconstruction from 2D vector engineering drawings using the volume-based method. In this paper, we propose a novel method to identify and validate features from sectional views. First, features are classified as explicit features (EPFs) and implicit features (IPFs), which are then identified in an order of priority using heuristic hints. We show that the problem of constructing EPFs can be formulated as a 0-1 integer linear program (ILP), and the IPFs are generated based on the understanding of semantic information of omitted projections in sectional views. Then, the Loop-Relation Graph (LRG) is introduced as a multi-connected-subgraph representation for describing the relations between loops and features. According to the LRG, a reasoning technique based on confidence is implemented to interactively validate features. This method can recover features without complete projections, and the level of understanding sectional views is improved. Full sections, partial sections, offset sections as well as revolved sections can be handled by our method. Several examples are provided to demonstrate the practicability of our approach.     

基于EXIF信息的可变内参数序列图像的三维重构*

基于图像中数码相机嵌入的元数据信息,提出了一种可变内参数的序列图像重构算法,首先从序列中选择两幅图像建立初始结构,然后依次将其他图像加入当前重构结果,进一步通过集束调整来最小化序列中所有图像重投影误差,得到精确的三维重构结果,避免了复杂繁琐的自标定过程。实验结果验证了算法的有效性。     

从二维视图到三维几何模型转换中视图的包围盒分离法

提出一种从二维视图到三维几何模型转换中视图的包围盒分离方法,通过考察图纸中图元的包围盒之间的相交情况进行视圈分离。与现有的视图分离方法相比,充分利用了转换中所需要的数据结构,与视图的边界曲线状况无关。利用基本视图之间的投影关系进行视图识别。给出一种面向二维视图到三维几何模型转换的数据结构和3个视图分离识别的例子。     

无序图像三维重构中的图像选择技术

针对无序图像的三维重构问题,本文提出了一种图像选择算法,在三维重构算法运行之前,首先利用图像间的全局运动估计,去除冗余的图像,有效的减少了问题的规模,同时保持图像间的大部分连接关系,并能够较好地防止出现退化情况。为了验证本文的算法,针对一系列图像进行了测试,实验结果证明,作为三维重构的一个预处理过程,提高了三维重构算法的运行效率和算法的鲁棒性,具有很高的实用价值。     

基于图像轮廓的三维重建方法

根据平面镜成像原理,提出了一种基于单幅图像的侧影轮廓线可见外壳重建方法。利用成角度平面镜装置模拟实现多相机同时拍摄,对图像中各轮廓线之间极线几何关系的分析得到对应的相机参数,实现目标物体的三维重建。实验结果表明,该方法简单有效,不需要通过实验室条件下的特殊仪器进行标定即可实现目标物体的三维重建,具有一定的实用价值。     

基于Java 3D的医学图像三维重建系统

系统采用分层组件化的设计思想,在逻辑上分为三层:图像预处理层、图像分割层和用户界面层,实现了医学图像的二维标注与测量、三维体数据的分割、三维重建与交互功能。介绍了系统的体系结构和系统开发的主要技术方法。最后指出了系统的实用性和对医学研究方面的价值。     

一种基于单相机三维重建的简单方法

提出了一种基于单相机三维重建的简单方法.在待重建场景中放置一块平面标定模板,用内参数已知的摄像机拍摄不同角度的二幅图像,利用场景中的标定模板精确地求解出拍摄时摄像机的外参数,并以此为基础进行立体标定、配准和匹配,得到视差图进而实现欧式几何意义下的三维重建.实验结果表明,提出的算法实现简单、配置灵活,具有较强的实用性.     

基于单幅折反射全向图的水平直线3维重建

与传统的利用立体视觉原理进行3维重建不同,在研究基于单幅全向图像重建空间水平直线问题的基础上,首先指出基于直线在全向图中的两个像点即可重建该水平直线,然后通过分析和推导空间水平直线在全向成像系统中的成像特点,有效简化了全向图中的水平直线检测;针对现有“四点定位”方法的不足,提出了一种基于“主像点/非主像点”的水平直线重建算法,并详细分析了像点提取精度对直线重建结果的影响。实验表明,在不同的像点提取精度下,对于不同空间水平直线,该重建算法均能取得较好结果。     

模型导向的矩形建筑物三维重建

针对以航空影像为数据源的矩形建筑物半自动重建进行了研究。采用模型导向的方法,用CSG与B-Rep相结合描述的矩形体基本模型,提取航空影像中建筑物边缘线,人机交互建立建筑物的初始模型;将初始模型反投到影像上,根据建筑物边缘与模型投影线之间套合程度,通过基于广义点摄影测量理论的模型影像匹配算法计算建筑物的精确参数。该方法利用影像上的直线信息进行广义点平差,减少运算量,提高建模效率与建模精度。实验结果证明该方法有较高的准确性。     

基于深度学习的胰腺图像自动三维重建

胰腺图像的三维重建对于辅助疾病诊断具有重要意义。提出一种全自动的胰腺图像三维重建方法,利用改进的U-Net深度学习网络对图像进行分割,并结合面绘制算法生成三维可视化模型。实验结果表明,该方法重建准确度较高,执行效率快,对辅助诊疗具有积极的作用。     

基于图像融合的微表面快速三维重构算法研究*

在分析电子探针图像多样性与相关性特征的基础上,提出先应用提升小波进行快速图像融合,以提高图像信息量,然后根据微表面图像纹理相似性,抽取出高程数据,通过顶点数组方式快速重构三维立体场景。实验表明,此方法信息量大、操作简单、场景逼真,易形成交互场景,具有较好的实际应用价值。     

A 2-point algorithm for 3D reconstruction of horizontal lines from a single omni-directional image

Reconstruction of 3D scenes with abundant straight line features has many applications in computer vision and robot navigation. Most approaches to this problem involve stereo techniques, in which a solution to the correspondence problem between at least two different images is required. In contrast, 3D reconstruction of straight horizontal lines from a single 2D omni-directional image is studied in this paper. The authors show that, for symmetric non-central catadioptric systems, a 3D horizontal line can be estimated using only two points extracted from a single image of the line. One of the two points is the symmetry point of the image curve of horizontal line, and the other is a generic point on the image curve. This paper improves on several prior works, including horizontal line detection in omni-directional image and line reconstruction from four viewing rays, but is simpler than those methods while being more robust. We evaluate how the precision of feature point extraction can affect line reconstruction accuracy, and discuss preliminary experimental results.     

基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法

为了提高对雕塑点稀疏图像的点云三维重建的分析能力,提出一种基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法,基于稀疏散乱点三维重建和锐化模板特征匹配方法进行图像三维重建。采用三维角点检测和边缘轮廓特征提取方法,进行雕塑点稀疏图像三维点云特征检测,对检测的雕塑点稀疏图像点云数据进行信息融合处理,采用梯度运算方法进行特征分解,实现对雕塑点稀疏图像的信息增强和融合滤波。结合局部均值降噪方法进行图像的提纯处理,提高雕塑点稀疏图像轮廓重建能力,采用锐化模板特征匹配和块分割技术,实现雕塑点自动云三维重构。仿真结果表明,采用该方法进行雕塑点自动云三维重构的准确性较高,图像匹配能力较好,且重构输出信噪比较高。     

单幅图像三维表面重建的算法研究与实现

以单幅二维图像为研究对象,应用SFS的基本理论,首先对二维图像进行了光照的倾角和偏角的估计,在光源坐标系下计算出物体每一点的表面梯度;之后,旋转坐标系,在观察坐标系下得到物体的表面梯度;最后采用三点辛普森公式求出物体表面的高度。整个算法流程简单,求解层次分明,重构满意度较高。     

基于单张人脸图片和一般模型的三维重建方法

提出一种使用单幅人脸照片进行特征提取、标准模型变形的全自动三维人脸重建方法。使用改进ASM方法自动精确提取人脸特征点,通过使稀疏形变模型匹配平面特征点来获取照片人脸的深度信息,再将一般人脸模型变形到特定人脸。基于肤色模型优化的ASM提取人脸特征,使得一定角度的侧面照片也可以有很好的重建效果。同时,使用基于肤色模型的纹理融合技术使侧面信息缺失的问题得到很好解决。实验证明,该方法快速简便,只用单幅照片全自动化完成重建,无须用户交互,生成的三维模型有较好的真实感。