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三维重构不确定度的两阶估计方法

光学精密工程 2008年第6期16卷 1110-1116页

作者：陈杰春丁振良袁峰哈尔滨工业大学自动化测试与控制系黑龙江哈尔滨150001

通过分析三维重构系统视场内3D点的重构不确定度,可以有针对性地优化系统配置,改善实验条件。给出了一种借助于不确定度传递原理估计三维重构不确定度的方法,该方法同时考虑了相机标定和重构3D点过程中的不确定度传递。相机模型参数既... 详细信息

通过分析三维重构系统视场内3D点的重构不确定度,可以有针对性地优化系统配置,改善实验条件。给出了一种借助于不确定度传递原理估计三维重构不确定度的方法,该方法同时考虑了相机标定和重构3D点过程中的不确定度传递。相机模型参数既是相机标定过程的输出变量,又是重构3D点过程的输入变量,因此可将三维重构过程看作一个两阶系统。针对非线性相机模型给出了三维重构过程中不确定度传递的解析表达式。应用蒙特卡罗算法对文中提出的方法做了验证,并给出了一些典型的应用实例。实验结果表明,三维重构不确定度的估计值至少具有1位有效数字,同时也表明该方法是可行的。

关键词：三维重构不确定度估计两阶系统非线性相机模型

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三维重构中一种快速全局最优算法

西北工业大学学报 2010年第1期28卷 77-81页

作者：周果清王庆西北工业大学计算机学院陕西西安710072

在机器视觉中,三维重构是一个重要问题。基于无穷范数表示的误差函数已经证明可以获得全局最优,但是计算速度很慢。基于二范数的最小二乘法速度虽然很快,但因为误差函数是非凸的,所以无法在理论上证明获得的结果是全局最优的,即使是通... 详细信息

在机器视觉中,三维重构是一个重要问题。基于无穷范数表示的误差函数已经证明可以获得全局最优,但是计算速度很慢。基于二范数的最小二乘法速度虽然很快,但因为误差函数是非凸的,所以无法在理论上证明获得的结果是全局最优的,即使是通过二分迭代等方法,往往也只能获得一个局部最优。文中提出一种判定策略,通过对二范数表示的误差函数的Hessian矩阵进行计算,判断最小二乘法获得的局部最优是否是全局最优。因此在三维重构中,可以先用最小二乘法求解,如果误差函数Hessian矩阵为正则结果是全局最优否则调用无穷范数方法重新求解全局最优,这样既保证了精度又加快了计算速度。实验证明该算法是可行的。

关键词：三维重构全局最优 Hessian矩阵误差函数

基于频域近红外光谱法的生物组织光学参数的检测与三维重构

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光谱学与光谱分析 2017年第5期37卷 1374-1379页

作者：胡文雁王宇恒张小栓李军会王忠义赵龙莲中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京100083 食品质量与安全北京实验室北京100083

生物组织的光学特性参数与组织的各种生理、生化以及病理过程密切相关。光学特性参数的检测与三维重构可以在一定程度上了解组织的内部结构及特性。基于频域近红外光谱法,使用美国ISS公司的频域近红外光谱检测系统,采用多光源多检测器技... 详细信息

生物组织的光学特性参数与组织的各种生理、生化以及病理过程密切相关。光学特性参数的检测与三维重构可以在一定程度上了解组织的内部结构及特性。基于频域近红外光谱法,使用美国ISS公司的频域近红外光谱检测系统,采用多光源多检测器技术,将830nm的激光经过调制后,照射进放置了具有一定吸收系数和散射系数的异质体小球的牛奶中,检测出射光的光强和相位,然后应用光学扩散层析成像技术,通过计算含有异质体小球的牛奶的光学参数,重构出了牛奶中异质体的具体位置。实验结果表明,利用频域近红外光谱法得到的出射光的光强和相位信息,能够较准确地计算出牛奶及异质体小球的吸收系数和散射系数等组织光学参数,并可进一步定位出牛奶中异质体小球的位置。因此,可以考虑将该方法应用在分析及定位水果病变等农产品品质检测领域。

关键词：生物组织频域近红外光谱法光学参数三维重构

基于偏振双目视觉的无纹理高反光目标三维重构

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红外与毫米波学报 2017年第4期36卷 432-438页

作者：平茜茜刘勇董欣明赵永强张艳西北工业大学自动化学院陕西西安710071

对于表面光滑、纹理单一甚至缺失、高反光的目标,传统的三维重构方法由于对纹理以及反光特性的依赖会使得重构表面出现大面积的的数据空洞.而基于偏振的三维重构方法不依赖于物体表面的纹理信息,同时偏振成像能够在一定程度上抑制耀光,... 详细信息

对于表面光滑、纹理单一甚至缺失、高反光的目标,传统的三维重构方法由于对纹理以及反光特性的依赖会使得重构表面出现大面积的的数据空洞.而基于偏振的三维重构方法不依赖于物体表面的纹理信息,同时偏振成像能够在一定程度上抑制耀光,能够有效解决传统三维重构方法存在的问题.但是,基于偏振视觉的三维重构方法得到的是像素坐标系下的深度信息,因此提出了偏振双目视觉三维重构方法,以由双目立体视觉获得的少量特征点的世界三维坐标为"桥梁",利用双目立体标定得到的相机参数,将偏振得到的图像像素坐标系下的点云数据转化为世界坐标系下的绝对数据.

关键词：三维重构无纹理目标偏振双目立体视觉

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基于多幅深度图像的三维重构技术

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第2期36卷 88-91页

作者：章勤虢伟华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

提出基于多幅深度图像的三维重构方法.采用6幅固定视点采样图像,分别代表三维空间中立方体包围盒的6个面;通过对这些二维的采样集合进行三维信号还原,生成一个空间采样样本,可以在视点任意改变的情况下,输出近似的重构图像.该方法由于... 详细信息

提出基于多幅深度图像的三维重构方法.采用6幅固定视点采样图像,分别代表三维空间中立方体包围盒的6个面;通过对这些二维的采样集合进行三维信号还原,生成一个空间采样样本,可以在视点任意改变的情况下,输出近似的重构图像.该方法由于采样集合固定,经过采样集筛选,背景剔除筛选和棱台视锥体裁减后,可以极大减少待变换的样本集合,采用z-buffer算法解决图像折叠问题.当视点在采样点附近任意变换时,可以重构出比较满意的结果,而且该方法与场景复杂度无关.在纯软件模式下在普通PC机上达到20帧/s的速度,在通过硬件加速情况下可以达到30帧/s.

关键词：多幅深度图像三维重构立方体固定采样筛选场景复杂度

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透射电镜三维重构确定中孔炭六角孔道结构

新型炭材料 2012年第3期27卷 200-204页

作者：林青云李鹏宋燕贺连龙郭全贵叶恒强中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家联合实验室辽宁沈阳110016 中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室山西太原030001

有序中孔炭(OMCs)的孔道结构对于材料的性能有着重要影响,但利用X射线衍射和单一位向的透射电镜形貌不能快捷地分析其孔道结构。利用透射电镜三维重构法发展了一种直观而又严谨的快速确定六角孔道中孔炭的方法。即,在透射电镜中围绕样... 详细信息

有序中孔炭(OMCs)的孔道结构对于材料的性能有着重要影响,但利用X射线衍射和单一位向的透射电镜形貌不能快捷地分析其孔道结构。利用透射电镜三维重构法发展了一种直观而又严谨的快速确定六角孔道中孔炭的方法。即,在透射电镜中围绕样品相互垂直的两个轴向分别倾转一定角度,得出孔道结构的特征形貌像,分析不同位向下孔径参数之间的几何关系,进而确定中孔炭孔道结构的合理模型。利用该法对有机模板法制备的树脂基OMCs进行表征,得出OMCs孔径比较均匀,呈六方排列,孔道间距约11 nm。由此表明,利用透射电子显微镜沿着直线型孔道延伸方向和垂直于延伸方向进行系列倾转即可快速确定OMCs是否为六角结构,并快捷测出孔道排列的尺寸参数。

关键词：中孔炭六角模型透射电子显微镜三维重构

基于表面扩散机制金属纤维烧结的二维模型和三维重构（英文）

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稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1474-1479页

作者：谌东东郑洲顺王建忠汤慧萍中南大学湖南长沙410083 西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

根据金属纤维烧结结点在不同方向的椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为3... 详细信息

根据金属纤维烧结结点在不同方向的椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为30°的2根金属纤维烧结的二维模拟和三维重构结果与实验结果相符,这说明本研究的二维模型和三维重构方法是正确的。另外,数值模拟结果表明:从2根金属纤维的钝角平分线方向到锐角平分线方向,烧结颈的生长速率增大。

关键词：二维模型三维重构金属纤维烧结颈表面扩散

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月球探测器自主软着陆中的三维重构技术研究

宇航学报 2007年第4期28卷 966-971页

作者：介鸣尹航黄显林哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为了使月球探测器自主的在月球表面进行软着陆,应对着陆区域的地形进行三维重构的方法,获得着陆区域的地形描述。提出了一种通过运动获得长基线的立体视觉的三维重构方法,针对长基线立体视觉方法所存在的问题,通过设计一系列的算法,完... 详细信息

为了使月球探测器自主的在月球表面进行软着陆,应对着陆区域的地形进行三维重构的方法,获得着陆区域的地形描述。提出了一种通过运动获得长基线的立体视觉的三维重构方法,针对长基线立体视觉方法所存在的问题,通过设计一系列的算法,完成了图像特征点选取和匹配,估计相机在不同位置的相对旋转和位移;对立体图像对进行校正,获得稠密的视差图;通过视差图进行三维重构,生成着陆区域的DEM。根据月球地形的特点建立了软件仿真平台,并且在仿真平台的基础上对文中的算法进行验证。仿真的结果表明该方法可以有效的应用于月面地形的三维重构。

关键词：立体视觉长基线图像校正三维重构

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面向复杂场景的未标定两视图三维重构方法

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第8期28卷 1232-1241页

作者：于天慧孙金玮哈尔滨工业大学自动化测试与控制系哈尔滨150001

针对未标定相机视觉模型的三维重构中经典的SIFT算子初始匹配误匹配率高、传统的RANSAC算法误匹配剔除效果差的问题,提出一种基于改进的RANSAC和斜率统计的误匹配剔除算法.首先加强RANSAC剔除效果的可控性,从增强极线约束的角度对传统RA... 详细信息

针对未标定相机视觉模型的三维重构中经典的SIFT算子初始匹配误匹配率高、传统的RANSAC算法误匹配剔除效果差的问题,提出一种基于改进的RANSAC和斜率统计的误匹配剔除算法.首先加强RANSAC剔除效果的可控性,从增强极线约束的角度对传统RANSAC进行了改进;然后提出一种迭代的斜率一致性算法在RANSAC之前进行误匹配的先期剔除,以削减RANSAC的计算量、加快其收敛速度;考虑到此算法对大尺度旋转或是倒立图像对的误匹配剔除失效的问题,提出一种基于坐标变换的斜率统计算法,可以实现对此类图像对部分误匹配的快速剔除.对专业网站的测试图像和不同场景下、重复性纹理丰富、行人遮挡严重的多组自拍摄图像进行实验,平均对极距离在0.7个像素以内;对比实验结果证实,该算法的实时性和鲁棒性明显优于同类算法;最后提出深度一致性方法对重构计划之外的匹配点进行自动剔除,获得特征点的三维坐标后利用Open GL进行了纹理贴图操作,可以清晰准确地再现出场景的细节信息.

关键词：三维重构基础矩阵斜率一致性基于坐标变换的斜率统计深度一致性纹理贴图