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一种不受高光和阴影约束的形状恢复算法

西安交通大学学报 2006年第8期40卷 892-896页

作者：刘瑞玲韩九强西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对高光和阴影同时存在时，用传统的4光源光度立体法进行三维形状恢复存在较大误差这一问题，提出一种4光源法向量选取算法．通过将不同像素恢复的法向量与镜面反射方向进行比较，并选取与之最接近的法向量为所求法向量进行形状恢复，... 详细信息

针对高光和阴影同时存在时，用传统的4光源光度立体法进行三维形状恢复存在较大误差这一问题，提出一种4光源法向量选取算法．通过将不同像素恢复的法向量与镜面反射方向进行比较，并选取与之最接近的法向量为所求法向量进行形状恢复，避免了传统算法中用阈值剔除高光和阴影造成的误差，去除了高光和阴影对算法的约束，扩大了算法的适用范围，在高光和阴影未知的情况下，可以更加稳定地恢复出物体形状，而且大大提高了恢复的精度．仿真表明，该算法可以恢复不同颜色和材质的物体形状，与传统算法相比，在最坏的输入情况下，高度相对误差从40％～50％下降到5％左右．

关键词：光度立体法三维形状恢复高光阴影

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基于RGB-D图像的几何特征提取及形状恢复算法研究

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基于RGB-D图像的几何特征提取及形状恢复算法研究

作者：杨秉杰郑州大学

学位级别：硕士

随着Kinect设备的出现,基于RGB-D图像的研究迅速成为现今计算机视觉领域的研究热点之一。RGB-D图像采用二维的图像信息表示三维的场景信息,在二维平面和三维空间之间起到重要的桥梁作用。RGB-D图像为通过二维图像的处理方法解决三维空... 详细信息

随着Kinect设备的出现,基于RGB-D图像的研究迅速成为现今计算机视觉领域的研究热点之一。RGB-D图像采用二维的图像信息表示三维的场景信息,在二维平面和三维空间之间起到重要的桥梁作用。RGB-D图像为通过二维图像的处理方法解决三维空间的问题提供了可能。在研究图像的过程中,图像特征一直是其中的关键问题之一。本文提出了一种基于RGB-D图像的几何特征提取与特征信息分类的算法。根据RGB-D图像的几何特征分类结果,本文还将其应用于三维形状恢复中:提出了一种基于几何特征的Scene-SIRFS三维场景形状恢复算法。通过该三维形状恢复算法不仅可以从RGB-D图像中分解出三维场景的反射率图像、光照图像以及阴影图像,而且还可以对原始的深度图像进行优化。本文的主要研究内容和创新点如下:1.提出了一种基于RGB-D图像的几何特征提取和特征信息分类的算法。该算法通过结合RGB图像中的二维图像信息和深度图像中的物体三维信息,实现物体的几何特征提取和特征信息分类。通过该算法可以将几何特征边缘分为:遮挡类边缘、凹陷折皱类边缘以及凸起折皱类边缘。几何特征分类的结果是一种高级的语义特征,可以应用于计算机视觉的其他领域。本文采用NYU提供的真实复杂室内场景图像库对该算法进行测试和分析。实验结果表明:本文提出的算法可以快速、高效的实现几何特征的提取和分类,提取的几何特征边缘准确完整,并且算法具有较高的鲁棒性。2.提出了一种基于几何特征的Scene-SIRFS三维形状恢复算法,该算法是针对几何特征分类结果的一个应用。基于几何特征的Scene-SIRFS三维形状恢复算法是在Scene-SIRFS算法的理论基础上提出的一种改进算法。该算法通过遮挡类边缘以及折皱类边缘的相关性质,引入遮挡类边缘以及折皱类边缘的形状先验约束条件,采用最小化优化算法更加精确地实现三维场景的形状恢复。本文同样选用NYU的真实复杂室内场景图像库对本文的形状恢复算法进行实验分析,并将实验结果与Scene-SIRFS算法的实验结果相比较。实验结果分析表明:本文提出的基于几何特征的Scene-SIRFS三维形状恢复算法的恢复结果明显优于Scene-SIRFS算法,边缘部分形貌更加清晰、几何特征更加明显,对于原始深度图像的优化结果更加准确。

关键词： RGB-D 几何特征提取三维形状恢复本征图像

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点光源照明参数估计的算法研究

计算机仿真 2012年第12期29卷 317-320页

作者：朱莉朱春强西安科技大学计算机学院陕西电力职工培训中心

针对使用朗伯反射模型描述漫反射表面的形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种偏角的计算和特定方向的选择相关的点光源参数估计的从明暗恢复形状的算法。首先假定摄像机采用正交投影,方向与光源方向一致,建立适合漫反射表面的图... 详细信息

针对使用朗伯反射模型描述漫反射表面的形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种偏角的计算和特定方向的选择相关的点光源参数估计的从明暗恢复形状的算法。首先假定摄像机采用正交投影,方向与光源方向一致,建立适合漫反射表面的图像辐照度方程,然后将方程转化为包含物体深度信息的偏微分方程,使用点光源估计方法应用于SFS技术的线性化方法,进而得到物体表面的三维形状。合成人脸的PGM格式的图像实验结果表明,采用改进的算法成像准确,且深度信息值域比较宽,效果满足要求。

关键词：点光源从明暗恢复形状漫反射表面三维形状恢复

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从灰度图像中重建B-spline曲面的研究

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从灰度图像中重建B-spline曲面的研究

作者：方垣浙江大学

学位级别：硕士

从一幅灰度图像中恢复三维几何形状(Shape From Shading:SFS),是计算机视觉中的经典问题。在本文中,提出了一种从灰度图像中直接恢复出用B-spline曲面表示的三维模型的方法。首先,确定物体图像的轮廓,将物体图像分割出来,并将物体图像... 详细信息

从一幅灰度图像中恢复三维几何形状(Shape From Shading:SFS),是计算机视觉中的经典问题。在本文中,提出了一种从灰度图像中直接恢复出用B-spline曲面表示的三维模型的方法。首先,确定物体图像的轮廓,将物体图像分割出来,并将物体图像上的象素点三角化,利用角点检测,并结合人机交互得到边界上的关键点,并将图像网格参数化到单位正方形参数域上;然后,用一张控制顶点待定的B-spline曲面表示物体的三维模型,利用朗伯(Lambertian)漫反射模型计算B-spline曲面各点处的光强并建立能量函数;最后,利用共轭梯度法求解一个最小二乘问题,确定B-spline曲面的控制顶点,使得这张曲面上各点处的光强与原物体图像上各点处的光强相差最小。该方法以B-spline曲面的控制顶点作为未知量,大大减少了SFS问题未知量的个数,提高了计算效率;并且,通过调整控制点的个数,还可以生成精度不同的,多层次逼近的三维模型;另外,由于B-spline曲面的光滑性,在该方法求解过程中即使不用光滑项,生成的三维模型比通常SFS方法生成的模型也要光滑的多。另外,由于该方法将物体图像从背景分割出来,因此所得到的是物体的三维模型,在工业造型方面有着广泛的应用前景。

关键词：从明暗恢复形状 B-spline曲面三维形状恢复共轭梯度法参数化

《山东大学学报(工学版)》第42卷2012年总目次

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山东大学学报(工学版) 2012年第6期 127-134页