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基于明暗恢复形状的焊缝外形尺寸检测

焊接学报 2004年第5期25卷 49-52页

作者：杜全营陈善本林涛上海交通大学焊接技术研究所上海200030

通过CCD获得焊缝图像 ,再根据图像中的灰度变化来计算焊缝的外形尺寸 ,从而实现焊缝外形尺寸的自动化检测 ,大大的提高了检测效率。采用计算机视觉中明暗恢复形状 (Shapofromshading ,简称SPS)技术对焊缝图像进行处理 ,用迭代计算来实... 详细信息

通过CCD获得焊缝图像 ,再根据图像中的灰度变化来计算焊缝的外形尺寸 ,从而实现焊缝外形尺寸的自动化检测 ,大大的提高了检测效率。采用计算机视觉中明暗恢复形状 (Shapofromshading ,简称SPS)技术对焊缝图像进行处理 ,用迭代计算来实现该图像处理过程 ,并利用多分辩率等级结构来加速计算过程。试验表明 ,该方法使用设备简单、成本低、易于实现、计算精度高 ,为焊缝外形质量检测实现智能化和自动化奠定基础。

关键词：明暗恢复形状焊缝外形尺寸

RGBD融合明暗恢复形状的全视角三维重建技术研究

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数据采集与处理 2020年第1期35卷 53-64页

作者：李健杨苏刘富强何斌陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710021 同济大学电气与信息工程学院上海201804

为了高效、高精度、低成本地实现对物体的全视角三维重建,提出一种使用深度相机融合光照约束实现全视角三维重建的方法。该重建方法中,在进行单帧重建时采用RGBD深度图像融合明暗恢复形状(Shape from shading,SFS)的重建方法,即在原有... 详细信息

为了高效、高精度、低成本地实现对物体的全视角三维重建,提出一种使用深度相机融合光照约束实现全视角三维重建的方法。该重建方法中,在进行单帧重建时采用RGBD深度图像融合明暗恢复形状(Shape from shading,SFS)的重建方法,即在原有的深度数据上加上额外的光照约束来优化深度值;在相邻两帧配准时,采用快速点特征直方图(Fast point feature histograms,FPFH)特征进行匹配并通过随机采样一致性(Random sample consensus,RANSAC)滤除错误的匹配点对求解粗配准矩阵,然后通过迭代最近点(Iterative closest point,ICP)算法进行精配准得出两帧间的配准矩阵;在进行全视角的三维重建时,采用光束平差法优化相机位姿,从而消除累积误差使首尾帧完全重合,最后融合生成一个完整的模型。该方法融入了物体表面的光照信息,因此生成的三维模型更为光顺,也包含了更多物体表面的细节信息,提高了重建精度;同时该方法仅通过单张照片就能在自然光环境下完成对多反射率三维物体的重建,适用范围更广。本文方法的整个实验过程通过手持深度相机就能完成,不需要借助转台,操作更加方便。

关键词： RGBD融合明暗恢复形状相机运动估计光束平差法

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一种改进的从明暗恢复形状的方法

信号处理 2009年第6期25卷 905-910页

作者：王学梅孙即祥国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

从明暗恢复形状(SFS)是计算机视觉中三维形状恢复问题的关键技术之一,其任务是利用单幅灰度图像中明暗变化来恢复表面三维形状。快速步进法(FMM)作为求解Eikonal偏微分方程的有效手段,可以用于处理从明暗恢复形状问题。本文提出了一种... 详细信息

从明暗恢复形状(SFS)是计算机视觉中三维形状恢复问题的关键技术之一,其任务是利用单幅灰度图像中明暗变化来恢复表面三维形状。快速步进法(FMM)作为求解Eikonal偏微分方程的有效手段,可以用于处理从明暗恢复形状问题。本文提出了一种基于改进的Godunov格式的多模板快速步进法(MSFMM)算法,解决了多源FMM的波动交汇问题,具备了处理多源SFS问题的能力。从实验结果可以看出,本文方法可以得到比MSFMM更高精度的结果,可以有效处理多源SFS。

关键词：明暗恢复形状 Eikonal方程快速步进法 Godunov格式多模板多源

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基于表面局部最高点估计的明暗恢复形状算法

中国图象图形学报 2009年第5期14卷 978-983页

作者：王学梅徐安凤孙即祥谭志国国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073 南阳师范学院计算机系南阳473061

基于数据逼近强约束的针图恢复算法是近年来提出的一种较为成功的从明暗恢复形状(shape from shading)的算法,但由于该算法在非垂直光线下得到的初始化针图的误差较大,并且不能保证法向量有解或有唯一解,为了解决SFS算法存在的问题,提... 详细信息

基于数据逼近强约束的针图恢复算法是近年来提出的一种较为成功的从明暗恢复形状(shape from shading)的算法,但由于该算法在非垂直光线下得到的初始化针图的误差较大,并且不能保证法向量有解或有唯一解,为了解决SFS算法存在的问题,提出了一种改进的SFS算法。该改进算法从分析非垂直光线下图像梯度图与针图之间的关系入手,首先检测图像局部最亮点位置;然后根据照度方程估计表面局部最高点的位置,同时对梯度方向进行调整,并建立方程组;最后针对方程组解的不同情况,提出了相应的处理方法。改进后的算法,对于垂直光线和非垂直光线下的情况同样有效,从而扩大了基于数据逼近强约束的SFS算法的适用范围。从合成图像和实际图像的实验结果可以看出,采用改进的算法可以得到比基于数据逼近强约束的算法更接近真实表面的初始化针图和初始化高度。

关键词：明暗恢复形状强约束针图表面局部最高点估计梯度方向调整

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基于Phong模型的明暗恢复形状的新算法

计算机工程与科学 2018年第3期40卷 481-486页

作者：赵中滨张志毅邢彩燕西北农林科技大学信息工程学院陕西西安712100

针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下从单幅图像混合表面明暗信息恢复形状的新算法。采用Phong反射模型来描述物体表面反射特性,假设光源处于相机的光心处,建立透视投影下的图像辐照度方程。然后由辐... 详细信息

针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下从单幅图像混合表面明暗信息恢复形状的新算法。采用Phong反射模型来描述物体表面反射特性,假设光源处于相机的光心处,建立透视投影下的图像辐照度方程。然后由辐照度方程构造包含物体深度信息的HamiltonJacobi偏微分方程,引入局部高阶LLF通量分裂格式和五阶WENO格式逼近微分方程的粘性解,最终得到物体表面三维形状。实验结果表明,与传统算法相比,新算法的恢复高度的最大误差和平均误差均显著降低。

关键词：明暗恢复形状 Phong反射模型透视投影粘性解

小波神经网络的参数化明暗恢复形状问题的研究

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小波神经网络的参数化明暗恢复形状问题的研究

作者：傅晋堂西北工业大学

学位级别：硕士

三维信息处理作为计算机视觉的一项重要内容，已广泛应用于军事、工业、农业等领域，并且在理论研究和实践应用中得到了不断完善和发展。明暗恢复形状（Shape From Shading，简称SFS）是其中一种基于图像灰度信息的三维信息提取技术，... 详细信息

三维信息处理作为计算机视觉的一项重要内容，已广泛应用于军事、工业、农业等领域，并且在理论研究和实践应用中得到了不断完善和发展。明暗恢复形状（Shape From Shading，简称SFS）是其中一种基于图像灰度信息的三维信息提取技术，对图像要求较低，特别适用于特殊环境下所获取图像的处理。目前，国内外现有的SFS方法可分为以下三类：求解微分方程组法、变分法和最优化方法。现有的小波神经网络求解SFS问题是一种最优化方法，虽其不需估计光源参数但需要多幅相同光源环境下的实物图像与高程数据进行学习。本文提出一种基于单幅图像的SFS问题的小波神经网络求解法，主要完成如下工作： 1．本文针对最优化方法的平滑因子对表面形状的均匀控制缺陷，提出一种具有自适应平滑的目标函数，使得重建表面形状的变化与图像亮度的变化一致;2．本文构造一个由3个小波神经网络并行而成的网络，给出其拓扑结构，建立其非线性学习机理，提出一种用小波神经网络解决SFS问题的优化方法，给出本算法的具体实现步骤，并讨论本算法的收敛性;3．本文在已知光源方向、Lambertian模型假设之下讨论SFS的唯一性，证明在此假设之下算法收敛到唯一的物体形状;4．通过人工生成图和实际图的模拟结果，说明该网络的优越性。

关键词：三维信息提取明暗恢复形状小波小波神经网络

同方学位论文库评论

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明暗恢复形状技术研究进展

郑州轻工业学院学报（自然科学版） 2007年第2期22卷 182-185页

作者：胡志勇梁发周张秀芬周洁内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051

以最小化方法为例,从模型的建立、算法的实现和分类等方面对明暗恢复形状(SFS)技术的研究现状作了介绍与分析,指出:混合反射模型的应用、分形几何学的应用、SFS算法的鲁棒性研究等是其今后的研究方向.

关键词：明暗恢复形状正则化模型朗伯反射模型最小化方法

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基于明暗恢复形状的三维重建改进算法

机械设计与制造工程 2018年第1期47卷 43-45页

作者：刘远孙进聂庆玮扬州大学机械工程学院江苏扬州225127

为达到利用照片重建物体的三维模型的目的,提出了一种基于明暗恢复形状的三维重建改进算法,该算法基于球面谐波原理,解除了重建过程中光源方向的约束,能够在未知光照条件的情况下对输入的单张照片进行三维重建。同时使用C++语言搭建了... 详细信息

为达到利用照片重建物体的三维模型的目的,提出了一种基于明暗恢复形状的三维重建改进算法,该算法基于球面谐波原理,解除了重建过程中光源方向的约束,能够在未知光照条件的情况下对输入的单张照片进行三维重建。同时使用C++语言搭建了基于对话框的MFC应用程序,最终的实验结果证明了该算法的有效性。

关键词：明暗恢复形状三维重建球面谐波未知光源

基于明暗恢复形状的加工表面形貌重构与粗糙度检测

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工具技术 2011年第6期45卷 98-102页

作者：郭便魏宏波宝鸡文理学院机电工程系宝鸡文理学院

研究了采用明暗恢复形状法(SFS)对加工表面显微视觉图像的三维形貌重构,并实现了表面粗糙度检测。根据金属表面反射特性,采用简化的Oren-Nayar模型与Torrance-Sparrow模型中镜面反射分量叠加的方法,对光照模型进行了改进,并讨论了基于... 详细信息

研究了采用明暗恢复形状法(SFS)对加工表面显微视觉图像的三维形貌重构,并实现了表面粗糙度检测。根据金属表面反射特性,采用简化的Oren-Nayar模型与Torrance-Sparrow模型中镜面反射分量叠加的方法,对光照模型进行了改进,并讨论了基于改进后光照模型的SFS最小化计算方法。利用该算法,实现了真实工件表面微观图像三维形貌重构,同时从重构表面轮廓中提取了表面粗糙度参数。与轮廓仪测量结果的比对表明:该方法重构精度较高,提取的粗糙度参数与接触式测量结果基本吻合,为加工表面三维形貌重构与粗糙度快速在线检测提供了新的思路和方法。

关键词：明暗恢复形状最小化算法改进的光照模型三维形貌重构表面粗糙度