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增强纹理平流算法研究

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第4期29卷 670-679页

作者：鲁大营朱登明王兆其高仲合倪建成曲阜师范大学软件学院曲阜273165 中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190

当以纹理方式可视化三维矢量场时,纹理卷积会降低矢量纹理脉的对比度,容易出现平流纹理细节模糊与粗糙的问题,为此提出一种增强纹理平流算法.首先通过自定义球体半径确定任一噪声点的邻近点,利用当前噪声点与邻近点间的位置关系计算噪... 详细信息

当以纹理方式可视化三维矢量场时,纹理卷积会降低矢量纹理脉的对比度,容易出现平流纹理细节模糊与粗糙的问题,为此提出一种增强纹理平流算法.首先通过自定义球体半径确定任一噪声点的邻近点,利用当前噪声点与邻近点间的位置关系计算噪声伪梯度,以测试矢量场局部区域内的变化趋势,选取伪梯度的最大下降幅度参与纹理平流;然后根据任一平流位置处的噪声值对最终输出纹理的贡献度自适应调整噪声权重;最后引入盒型滤波递归合成平滑算子进行纹理卷积来生成矢量体纹理.算法的有效性根据可视化对比度的量化分析函数进行客观评价.实验结果表明,该算法能够有效地增加纹理平流踪迹间强度对比,改善绘制效果,高质量地显示三维矢量场的纹理分布.

关键词：矢量场可视化纹理平流纹理增强噪声梯度

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基于二阶锥规划的运动控制相机轨迹跟踪研究

高技术通讯 2013年第8期23卷 840-847页

作者：陈明伟朱登明毛天露王兆其中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 昆明理工大学昆明650500 中国科学院研究生院北京100049

提出了一种运动控制相机轨迹跟踪方法,以解决传统基于图像特征匹配方法难以处理的存在稀疏纹理和动态物体视频图像的问题。针对运动控制中现有无特定参照物手眼标定算法精度较低的问题,对螺旋运动理论进行扩展,用于降低输入相机参数中... 详细信息

提出了一种运动控制相机轨迹跟踪方法,以解决传统基于图像特征匹配方法难以处理的存在稀疏纹理和动态物体视频图像的问题。针对运动控制中现有无特定参照物手眼标定算法精度较低的问题,对螺旋运动理论进行扩展,用于降低输入相机参数中的噪声水平,并提出了一种矩阵张量乘积的手眼标定方程表现形式,运用二阶锥规划和松弛变量约束对其优化。模拟实验和真实场景实验表明,与现有方法相比,这种方法有效提高了无特定参照物模式的手眼标定精度及其对应的运动控制相机轨迹跟踪精度。视频图像虚实融合效果的对比验证了该方法的有效性。

关键词：相机轨迹跟踪手眼标定数据筛选矩阵张量乘积二阶锥规划

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基于语义分割的密封圈缺陷检测方法研究

高技术通讯 2021年第12期31卷 1239-1247页

作者：石敏乔昆磊王素琴朱登明华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 太仓中科信息技术研究院太仓215400

密封圈的缺陷区域过小、缺陷特征与背景相似度较高和密封圈上杂质过多,导致密封圈表面缺陷检测难度很大。对此,本文提出一种基于编解码结构的语义分割缺陷检测算法。首先,通过向编码器端的各个卷积模块注入不同尺度的图像特征,以此增加... 详细信息

密封圈的缺陷区域过小、缺陷特征与背景相似度较高和密封圈上杂质过多,导致密封圈表面缺陷检测难度很大。对此,本文提出一种基于编解码结构的语义分割缺陷检测算法。首先,通过向编码器端的各个卷积模块注入不同尺度的图像特征,以此增加模型的多尺度信息和冗余信息,同时使用膨胀卷积层替换常规卷积层,有效地增加网络的感受野,使得模型不易漏掉小的缺陷;其次,结合注意力机制将编码器的信息与解码器端的信息进行级联,加强模型对目标区域信息的捕获;最后,将解码器端输出的不同尺度信息进行融合,提高网络对小缺陷的分割精度。实验结果表明,本文所提出的方法能够对较小的、边缘不清晰的密封圈缺陷进行有效分割,能够满足密封圈缺陷的检测需求。

关键词：语义分割缺陷检测 U-Net 密封圈

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基于变分自编码器的三维服装变形预测方法

计算机辅助设计与图形学学报 2022年第8期34卷 1160-1171页

作者：石敏冯文科魏育坤毛天露朱登明王兆其华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190

传统的服装动画制作方法依托于专业的布料仿真平台,需要美工或动画师编辑,时间和人力成本通常很高.通过半自动化的方法进行服装动画制作,只需要根据输入的高层参数,即可快速生成逼真的服装动画,不仅可以降低服装动画制作的技术门槛和创... 详细信息

传统的服装动画制作方法依托于专业的布料仿真平台,需要美工或动画师编辑,时间和人力成本通常很高.通过半自动化的方法进行服装动画制作,只需要根据输入的高层参数,即可快速生成逼真的服装动画,不仅可以降低服装动画制作的技术门槛和创作成本,也有利于动画师更多地关注动画内容本身,进而得到丰富的动画效果.基于此,提出了一种基于变分自编码器的服装变形预测方法.首先,选取涵盖多种姿态的人体运动序列构建人体模型,并通过物理仿真的方式生成服装变形数据;其次,利用变分自编码器学习服装变形数据在隐空间上的概率分布模型,并引入拉普拉斯坐标变换保证生成服装的褶皱细节;然后,进一步在隐空间概率分布上引入约束条件控制服装的生成效果;最后,通过穿透修正获取逼真的服装变形效果.在AMASS数据集上基于不同体型、不同运动序列的数据开展实验,并从视觉预测效果和顶点偏移误差2个角度分析实验结果,结果表明,所提方法具有较小的服装重建误差,且可生成满足姿态、体型和时序等多种约束的服装变形效果,从而辅助动画师进行理想服装变形效果生成.

关键词：变分自编码器服装动画服装变形预测拉普拉斯变换穿透修正

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基于几何特征的流体动画控制方法

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第10期26卷 1827-1834页

作者：张桂娟陆佃杰吕蕾刘弘王永健朱登明山东师范大学信息科学与工程学院济南250014 山东省分布式计算机软件新技术重点实验室济南250014 中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190

在流体动画中,流体控制是生成可控流体运动的关键技术.为产生视觉逼真、行为可控的流体动画效果,提出一种基于几何特征的流体控制方法.首先通过构建流体形状的时变几何分区,实现对可控流体形状的表达及动态跟踪;在此基础上设计异构控制... 详细信息

在流体动画中,流体控制是生成可控流体运动的关键技术.为产生视觉逼真、行为可控的流体动画效果,提出一种基于几何特征的流体控制方法.首先通过构建流体形状的时变几何分区,实现对可控流体形状的表达及动态跟踪;在此基础上设计异构控制模型,以增强流体运动控制的灵活性,该模型采用了带约束优化的刚性控制和基于弹簧模型的柔性控制2种方法;最后将异构控制模型与高精度流体物理模型相耦合,生成视觉逼真的可控流体运动效果.实验结果表明,该方法能够在保持流体角色形状的同时产生丰富的流体细节,满足动画师的设计需求.

关键词：流体动画几何特征流体控制

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一种带高光处理的无缝纹理映射方法

图学学报 2024年第1期45卷 148-158页

作者：石敏王炳祺李兆歆朱登明华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 太仓中科信息技术研究院江苏太仓215400

纹理映射作为三维重建的重要步骤,直接关系到生成模型的视觉效果。传统的纹理映射方法通常使用简单的混合方法来获取表面纹理。通过将模型表面投影到每个纹理图像上来获取相应的纹理区域,然后将它们混合在一起以获取表面纹理。然而,由... 详细信息

纹理映射作为三维重建的重要步骤,直接关系到生成模型的视觉效果。传统的纹理映射方法通常使用简单的混合方法来获取表面纹理。通过将模型表面投影到每个纹理图像上来获取相应的纹理区域,然后将它们混合在一起以获取表面纹理。然而,由于相机位姿的不准确性,纹理映射结果存在明显的模糊和鬼影等问题。此外,在高光环境下获取的纹理图像很容易包含高光区域,最终导致纹理颜色的丢失,降低纹理的真实性。为了解决这些问题,提出了一种无缝纹理映射方法,可以有效消除高光反射。通过衡量纹理图像的质量,为每个模型表面选择最佳的纹理图像,并利用色度一致性约束优化的相机位姿以消除明显的纹理错位。针对高光问题,提出了一个高光处理模块,使用多视图图像信息并基于双色反射模型定位和处理高光纹理。最后,对纹理图进行纹理颜色一致性调整,以处理纹理之间的颜色差异。实验结果表明,与现有方法相比,提出的算法可以有效消除高光反射的影响,从而获得更好的纹理映射结果。

关键词：三维重建纹理映射高光处理纹理渲染位姿校正

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三维鱼体参数化建模

浙江大学学报（理学版） 2022年第1期49卷 19-26页

作者：胡海涛赵银君石敏赵国亮朱登明华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190

因水下环境复杂,鱼类三维模型获取非常困难,基于三维鱼类数据驱动的很多自动化研究工作无法开展。为此,提出一种三维鱼体参数化建模方法。首先,用专业建模师构建的标准鱼体模板注册扫描仪采集三维鱼体数据,构建拓扑结构一致的三维鱼体... 详细信息

因水下环境复杂,鱼类三维模型获取非常困难,基于三维鱼类数据驱动的很多自动化研究工作无法开展。为此,提出一种三维鱼体参数化建模方法。首先,用专业建模师构建的标准鱼体模板注册扫描仪采集三维鱼体数据,构建拓扑结构一致的三维鱼体网格数据集;其次,用主成分分析法对数据集中的三维鱼体网格模型进行建模分析,建立鱼体的参数化表示模型;最后,采集草鱼数据进行相关实验。实验结果表明,注册得到的三维鱼体模型与真实扫描鱼体模型顶点之间的平均均方根误差仅为0.6913 mm,在可接受范围。通过改变三维鱼体参数化表示模型中的权参数,快速生成了大量三维鱼体数据,从而解决了三维鱼体数据获取困难的问题。

关键词：三维鱼体网格注册主成分分析参数化建模

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基于多粒度聚类的测井曲线自动分层识别方法

高技术通讯 2020年第12期30卷 1215-1224页

作者：姬庆庆朱登明石敏王兆其周军中国科学院大学北京100049 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国石油集团测井有限公司西安710065

随着测井技术及大数据分析技术的快速发展,自动测井解释技术可以有效辅助人工快速开展储层划分、油水层解释等工作。为了提升储层划分及油水层识别准确度,本文提出了一种基于有监督学习的多粒度聚类识别方法,该方法通过对标准测井曲线... 详细信息

随着测井技术及大数据分析技术的快速发展,自动测井解释技术可以有效辅助人工快速开展储层划分、油水层解释等工作。为了提升储层划分及油水层识别准确度,本文提出了一种基于有监督学习的多粒度聚类识别方法,该方法通过对标准测井曲线及分层结果的学习提取不同分层测井曲线特征,在划分出储层的基础上再进行油水层识别。与已有方法相比,本文方法通过对真实测井曲线进行多种处理,从而融合曲线多层次特征,有利于取得更加准确的分层结果。实验结果表明,该方法可以对测井曲线进行自动分层,提高了曲线自动分层的效率,在真实测井曲线上能够取得较好的分层识别结果。

关键词：自动分层多粒度聚类测井曲线

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基于引导对抗网络的人体深度图像修补方法

系统仿真学报 2020年第7期32卷 1312-1321页

作者：阴敬方朱登明石敏王兆其中国科学院计算技术研究所北京100190 华北电力大学北京102206 太仓中科信息技术研究院江苏太仓215400

移动设备配备的小型深度相机采集到的人体深度图像存在严重的孔洞问题。针对该问题,提出基于深度学习的引导对抗网络。使用基于堆叠沙漏网络的引导器从RGB图像中提取人体部分分割特征和深度类别特征;在上述人体特征引导下,使用独特的生... 详细信息

移动设备配备的小型深度相机采集到的人体深度图像存在严重的孔洞问题。针对该问题,提出基于深度学习的引导对抗网络。使用基于堆叠沙漏网络的引导器从RGB图像中提取人体部分分割特征和深度类别特征;在上述人体特征引导下,使用独特的生成器修复人体深度图像中的孔洞。为使结果更加逼真,加入判别器在网络训练过程中对生成器进行优化调整。实验结果显示,该方法在现有的人体数据集和小型深度相机采集的数据集上,都能很好解决孔洞问题,均取得比现有方法更好的效果。

关键词：深度相机人体深度图像修复深度学习堆叠沙漏网络引导对抗网络