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基于柱面投影的Web3D建模系统研究

基于柱面投影的Web3D建模系统研究

作者：李俊华中科技大学

学位级别：硕士

随着互联网多媒体技术的发展，用户希望能看到信息更加丰富，效果更加生动的页面。无论是在电子商务活动和互动游戏等应用领域，还是在图形图像等研究领域，网络化三维建模作为反映实体外在表现和内在属性的一种直观方法，都具有重要的... 详细信息

随着互联网多媒体技术的发展，用户希望能看到信息更加丰富，效果更加生动的页面。无论是在电子商务活动和互动游戏等应用领域，还是在图形图像等研究领域，网络化三维建模作为反映实体外在表现和内在属性的一种直观方法，都具有重要的意义。在网络化三维虚拟现实场景中，实体的清晰度以及交互的流畅度是影响用户体验的主要因素，它们直接决定于建模方法的优劣。因此，如何在带宽和硬件条件相对有限的情况下，构造一种优化的建模算法以提升用户体验是首要的研究目标。分析和比较了当前通用网络化三维建模算法的优势和不足，有效地结合基于图形的建模算法（Graphics-Based Modeling and Rendering，GBMR）和基于图像的建模算法（Image-Based Modeling and Rendering，IBMR）算法搭建一个网络化三维建模场景系统。吸收两种建模算法自身的特点，并借助外部建模的方式，在通过图形建模方法将模型注入场景后，再通过图像建模中的柱面投影和消隐方法进行场景构建，减少引擎的渲染负荷，从而提高建模效率;在交互计算阶段引入了一种优化的柱面投影和消隐策略，利用上一次的投影与消隐信息，减少重新计算的模型数量，降低算法的复杂度，提高对于交互的响应速度。在对虚拟实验平台上的前端系统进行三维扩展的基础上，结合基于柱面投影网络化三维建模优化算法设计了两组包含引擎内置模型和外联模型的测试案例，并与PaperVision3D直接建模法、非剔除柱面投影建模法以及已有的Web3D系统进行对比，从理论渲染复杂度和实际运行中的最大帧速两方面进行了性能测试。测试结果表明，使用基于柱面投影Web3D建模法进行场景建模时，其最大帧速随场景复杂度上升而下降最缓。算法在构建复杂场景时具有最好的效率。

关键词：网络化三维建模柱面投影消隐 Flash3D

基于FCN与视场柱面投影的隧道渗漏水面积检测

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计算机测量与控制 2019年第8期27卷 44-48页

作者：高新闻简明李帅青上海大学机电工程与自动化学院

针对隧道渗漏水病害面积检测中由于复杂环境干扰和隧道几何柱面形状影响而造成较大误差的问题,设计了基于FCN与视场柱面投影算法渗漏水面积检测算法;研制了无人病害巡检车,实现了隧道病害数据的无人采集,通过将FCN处理后的渗漏水病害图... 详细信息

针对隧道渗漏水病害面积检测中由于复杂环境干扰和隧道几何柱面形状影响而造成较大误差的问题,设计了基于FCN与视场柱面投影算法渗漏水面积检测算法;研制了无人病害巡检车,实现了隧道病害数据的无人采集,通过将FCN处理后的渗漏水病害图片进行视场转换和柱面投影模型的优化,提高了所计算病害面积的准确性;实验结果表明,该算法相比OSTU法、分水岭法和自适应阈值法算法使误检率下降至0.0189,有效提升了隧道渗漏水面积检测的精度。

关键词：深度学习视场转换隧道渗漏水病害检测柱面投影全卷积神经网络语义分割

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基于FPGA的柱面投影算法的实现

电子科技 2015年第5期28卷 9-12页

作者：武晓斌西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

介绍了圆柱面投影算法的基本原理,给出了基于硬件逻辑实现的系统设计,该设计基于Altera公司Cyclone III系列的FPGA,先将外部数据写入DDR2 SDRAM,然后用硬件逻辑来实现圆柱面投影算法,同时自动生成Cameralink时序提供给后端,并通过显示... 详细信息

介绍了圆柱面投影算法的基本原理,给出了基于硬件逻辑实现的系统设计,该设计基于Altera公司Cyclone III系列的FPGA,先将外部数据写入DDR2 SDRAM,然后用硬件逻辑来实现圆柱面投影算法,同时自动生成Cameralink时序提供给后端,并通过显示模块转化输出到LCD的DVI接口进行实时显示,通过显示的图像可看到,硬件逻辑实现的柱面投影达到了预期效果。

关键词： FPGA 柱面投影 Cameralink DDR2 SDRAM

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一种基于柱面投影的图像拼接算法研究

计算机光盘软件与应用 2011年第5期14卷 168-168页

作者：吴子章东北大学信息学院沈阳110004

全息实景图像是近来出现的一种采用基于图像绘制方法再现了真实的三维场景的交互式虚拟现实技术。本文提出了一种基于柱面投影的全景图像拼接算法，采用Scott算法结合颜色特征直方图进行特征点匹配，从两组100个特征点集中匹配出18对匹... 详细信息

全息实景图像是近来出现的一种采用基于图像绘制方法再现了真实的三维场景的交互式虚拟现实技术。本文提出了一种基于柱面投影的全景图像拼接算法，采用Scott算法结合颜色特征直方图进行特征点匹配，从两组100个特征点集中匹配出18对匹配点，经过检验匹配无误，证明了该算法具有较高的匹配精度和较强的适应性和鲁棒性。

关键词：全息实景图像柱面投影 Scott特征点图像匹配

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组合全景相机多圆柱投影全景拼接方法

中国激光 2022年第18期49卷 74-82页

作者：崔红霞王雪莹赵紫为张芳菲渤海大学信息科学与技术学院辽宁锦州121013 中电太极(集团)有限公司北京100083

针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差,以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题,本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本网络... 详细信息

针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差,以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题,本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本网络摄像机设计一个八组合全景相机系统,根据多镜头组合型全景相机的严格成像原理,推导出一套完整的组合全景平面投影与子相机透视投影的间接映射方程;以相邻相机同名特征点的投影一致性为约束条件、以投影误差最小为目标函数,采用梯度下降法求解多个圆柱半径的最优解,将一个圆柱投影的方法拓展为多圆柱投影。实验结果表明,在360°全景视场不一致的情况下,多圆柱组合全景拼接的各重叠区域的最大投影误差不超过1 pixel,均方根误差(RMSE)优于0.27 pixel,拼接精度明显高于一个圆柱投影的传统组合全景拼接方法,达到了视觉上的几何一致性且无空白像素。

关键词：成像系统组合全景相机间接方法柱面投影相机标定损失函数

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基于相位相关的柱面全景图像自动拼接算法

光学学报 2009年第7期29卷 1824-1829页

作者：吴宪祥郭宝龙王娟西安电子科技大学机电工程学院ICIE研究所陕西西安710071 空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077

提出了一种基于相位相关法的柱面全景图像自动拼接算法。首先推导了柱面投影公式、柱面平移量和平面平移量之间的对应公式;然后利用改进的相位相关法计算出归一化相位相关度的峰值及峰值点坐标,利用峰值作为相关度准则判断两幅图像是否... 详细信息

提出了一种基于相位相关法的柱面全景图像自动拼接算法。首先推导了柱面投影公式、柱面平移量和平面平移量之间的对应公式;然后利用改进的相位相关法计算出归一化相位相关度的峰值及峰值点坐标,利用峰值作为相关度准则判断两幅图像是否存在重叠部分,利用最大相关度求交自动确定头尾图像,利用峰值点坐标判断两幅相邻图像的位置关系;最后将环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下,根据计算得到的变换参数进行图像拼接并融合得到柱面全景图像。实验结果表明,该算法能有效地实现顺序混乱的序列图像的自动排序和柱面全景图像拼接,具有较高的稳健性和拼接精度。

关键词：图像处理图像拼接相位相关自动排序柱面投影

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柱面全景图像拼接方法的仿真分析

测绘学报 2017年第4期46卷 487-497页

作者：朱宁宁武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

随着虚拟现实(VR)技术的兴起,全景图像得到了更为广泛的应用,目前多通过求解单应矩阵对图像进行变换,由多相机拼接获取全景图像,但该方法会破坏成像中的共线条件,使拼接后的全景图像难以精确进行摄影测量中的三维重建等工作。本文提出... 详细信息

随着虚拟现实(VR)技术的兴起,全景图像得到了更为广泛的应用,目前多通过求解单应矩阵对图像进行变换,由多相机拼接获取全景图像,但该方法会破坏成像中的共线条件,使拼接后的全景图像难以精确进行摄影测量中的三维重建等工作。本文提出了一种柱面全景图像拼接方法并对其进行仿真分析,该方法基于摄影测量共线方程,设定拼接相机的数目、成像焦距、成像位置和成像姿态,模拟多拼相机的成图过程,构建从三维点云到二维图像的柱面成像方程,通过成像方程不仅可以实现各图像的全景拼接,而且可对影响全景图像拼接精度的各参数进行定量分析,试验结果表明:1本文提出的柱面成像方程和全景拼接方法可用于不同数目相机及倾斜成像下的全景拼接;2利用成像方程推导的误差方程可知,全景图像拼接的精度受焦距误差、中心误差和旋角误差的影响,其中,焦距误差可通过图像重采样的方法校正,中心误差与摄影物距密切相关,而旋角误差主要受拼接相机数目的影响。

关键词：全景图像拼接柱面投影成像方程适用性分析精度分析

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360度柱面全景图象生成算法及其实现

小型微型计算机系统 1999年第12期20卷 899-903页

作者：钟力张茂军孙立峰李云浩国防科技大学七系长沙410073

３６０度柱面全景图象是全景视频系统的基本要素之一．只要观察点不动，对场景的任意方向的观察都能通过它对该视平面的重新投影而得到．本文提出了一套新的图象柱面投影和无缝拼接算法，能有效地、快速地生成这种全景图象。

关键词：无缝拼接柱面投影算法全景视频图解生成

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多摄像机全景系统中的多平面投影技术

光电工程 2014年第4期41卷 54-59页

作者：张建伟吴伟唐黎成都大学电子信息工程学院成都610106 电子科技大学光电信息学院成都610054 中国科学院光电技术研究所成都610209

全景视觉是计算机视觉领域中的关键技术之一,而投影模型在全景技术中又起到了非常重要的作用。为了减少柱面投影带来的水平直线畸变以及保证不同摄像机之间图像接合处的平滑性,本文针对多摄像机全景系统提出了基于柱面的多平面全景投影... 详细信息

全景视觉是计算机视觉领域中的关键技术之一,而投影模型在全景技术中又起到了非常重要的作用。为了减少柱面投影带来的水平直线畸变以及保证不同摄像机之间图像接合处的平滑性,本文针对多摄像机全景系统提出了基于柱面的多平面全景投影技术,该技术首先通过对每个摄像机图像平面做柱面投影来实现柱面全景图像。然后在根据柱面全景中的内容进行水平二次划分为几个子图像。最后,对划分后的子图像再按照反柱面投影模型进行一次多平面投影就得到水平直线畸变较小的全景图像。实验结果表明该方法校正后的全景图像中水平直线的曲率不大于0.002,同时还保证了不同图像平面接合处的平滑性。

关键词：全景视觉多平面透视投影柱面投影