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低维矩阵约束的非刚体特征点分类方法

西安电子科技大学学报 2015年第4期42卷 53-56,69页

作者：刘侍刚辛晓萌彭亚丽裘国永陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室陕西西安710062 西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

为了有效地对非刚体特征点进行分类,提出了一种低维子空间约束的非刚体特征点分类方法,该方法将所有非刚体特征点放入一个矩阵中,同时利用所有做刚体运动的特征点组成一个三维子空间的特性构造误差函数,误差最大的点可认为做非刚体运动... 详细信息

为了有效地对非刚体特征点进行分类,提出了一种低维子空间约束的非刚体特征点分类方法,该方法将所有非刚体特征点放入一个矩阵中,同时利用所有做刚体运动的特征点组成一个三维子空间的特性构造误差函数,误差最大的点可认为做非刚体运动,并逐一剔除差误,剩下的点即可认为做刚体运动.模拟实验和真实实验结果表明,该方法能够有效地实现非刚体特征点的分类.

关键词：低维子空间特征点分类非刚体

结合Fisher编码和距离学习的非刚体三维检索方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2018年第7期30卷 1297-1304页

作者：李宗民万泉刘玉杰李华中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院青岛266580 中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室北京100190

针对目前非刚体三维特征描述子表现力不足的问题,提出一种结合Fisher编码和距离学习构建全局特征描述子的非刚体三维模型检索方法.首先提取三维模型的局部特征描述子,利用混合高斯模型对特征集合进行无监督字典学习;然后将局部描述子和... 详细信息

针对目前非刚体三维特征描述子表现力不足的问题,提出一种结合Fisher编码和距离学习构建全局特征描述子的非刚体三维模型检索方法.首先提取三维模型的局部特征描述子,利用混合高斯模型对特征集合进行无监督字典学习;然后将局部描述子和字典中心作为输入,通过Fisher编码方法得到新的特征编码;最后采用距离学习对特征编码进行空间映射,重构得到类内距离小类间距离大的全局特征描述子,用于非刚体三维模型检索.在公开数据集SHREC10和SHREC11上进行实验的结果表明,相比于传统方法,该方法在检索精度上有显著提高.

关键词：三维检索非刚体 Fisher编码距离学习

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一种线性迭代非刚体射影重建方法

西安交通大学学报 2015年第1期49卷 102-106页

作者：彭亚丽刘侍刚裘国永陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室西安710062 西安交通大学电子与信息工程学院西安710049 陕西师范大学计算机科学学院西安710119

为了从非标定图像序列中重建出三维非刚体的射影结构,提出了一种线性迭代非刚体射影重建方法。该方法将所有图像点放入一个图像矩阵中,利用图像矩阵具有低秩的特性,通过因式分解构造一个线性迭代算法来求解图像点的深度因子,最终通过奇... 详细信息

为了从非标定图像序列中重建出三维非刚体的射影结构,提出了一种线性迭代非刚体射影重建方法。该方法将所有图像点放入一个图像矩阵中,利用图像矩阵具有低秩的特性,通过因式分解构造一个线性迭代算法来求解图像点的深度因子,最终通过奇异值分解实现非刚体的射影重建。该方法的优点是:射影重建过程都是线性求解,且将所有图像及图像点都平等地对待,并没有倚重某些图像及图像点。模拟实验结果表明,所提重建方法比经典的Alessio方法重投影误差小18%,比Brand方法小27%;最后的真实实验结果表明,所提的重建方法重投影误差只有1.28个像素,从而验证了所提方法的有效性。

关键词：射影重建非刚体因式分解

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最小特征值的迭代非刚体三维射影重建方法

电子学报 2017年第5期45卷 1211-1217页

作者：裘国永刘静娜刘中华彭亚丽刘侍刚现代教学技术教育部重点实验室陕西西安710062 陕西省教学信息技术工程实验室陕西西安710119 河南科技大学电子信息工程学院河南洛阳471023

为了从图像序列中重建出非刚体三维射影重建,本文提出了一种最小特征值的迭代非刚体射影重建方法.该方法利用所有的图像点和深度因子组成一个低秩图像矩阵的特性,将投影求解转化为矩阵特征值及特征向量的求解,迭代地求解深度因子,实现... 详细信息

为了从图像序列中重建出非刚体三维射影重建,本文提出了一种最小特征值的迭代非刚体射影重建方法.该方法利用所有的图像点和深度因子组成一个低秩图像矩阵的特性,将投影求解转化为矩阵特征值及特征向量的求解,迭代地求解深度因子,实现非刚体的三维射影重建.该方法能够保证算法能够收敛到全局最优解.模拟实验和真实实验结果表明,本文方法具有收敛性速度快、误差小等优点.

关键词：非刚体射影重建特征值

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一种改进的HKS提取方法及非刚体分类应用

系统仿真学报 2015年第10期27卷 2422-2426页

作者：江静宇万丽莉北京交通大学计算机与信息技术学院信息科学研究所北京100044 北京交通大学现代信息科学与网络技术北京市重点实验室北京100191

为了使热核特征HKS(heat kernel signature)在非刚体形状分析研究中具有更广的适用性,对于非连通的非刚体三维模型提出一种改进的HKS提取方法。提取模型的最大连通集,计算最大连通集的顶点HKS特征,并从顶点特征集合中排除边界点及其一... 详细信息

为了使热核特征HKS(heat kernel signature)在非刚体形状分析研究中具有更广的适用性,对于非连通的非刚体三维模型提出一种改进的HKS提取方法。提取模型的最大连通集,计算最大连通集的顶点HKS特征,并从顶点特征集合中排除边界点及其一阶邻域点的特征。在形状分类应用中,结合稀疏表示理论,对于训练数据中的每类非刚体三维模型均训练出一个字典,分别用每类的字典对待分类模型的特征集合进行稀疏表示,以确定最合适的字典,从而判断出待分类模型的类别。实验结果表明,该方法具有较高的分类准确率。

关键词：热核特征非刚体特征提取稀疏表示

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基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法

中国科学：信息科学 2016年第7期46卷 883-898页

作者：刘侍刚彭亚丽雷涛刘中华汪西莉现代教学技术教育部重点实验室西安710062 陕西师范大学计算机科学学院西安710119 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 河南科技大学电子信息工程学院洛阳471023

为了实现非刚体的三维重建,本文提出了一种基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法.利用非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并由一组Haar小波基线性表示,从而线性地实现三维非刚体的重建.由于该Haar小波基可以事先定义,求解的未知数大大... 详细信息

为了实现非刚体的三维重建,本文提出了一种基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法.利用非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并由一组Haar小波基线性表示,从而线性地实现三维非刚体的重建.由于该Haar小波基可以事先定义,求解的未知数大大减少,并且使三维非刚体的重建转化为线性求解问题,提高了算法的鲁棒性.仿真实验和真实数据实验表明,该方法能够有效地实现非刚体的三维重建.

关键词：非刚体三维重建针孔模型轨迹基 Haar小波低维子空间

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非刚体连接双目视觉误差分析与实验验证

非刚体连接双目视觉误差分析与实验验证

作者：王先节南华大学

学位级别：硕士

随着机器仿生学的发展,机器视觉理论成为了科技研究的热点。双目立体视觉作为机器视觉中的核心研究目标也广泛的应用于各类科技领域包括无人机自动寻迹,工业测量等。传统双目视觉测量系统都是基于理想模型,当应用环境为非刚体连接的双... 详细信息

随着机器仿生学的发展,机器视觉理论成为了科技研究的热点。双目立体视觉作为机器视觉中的核心研究目标也广泛的应用于各类科技领域包括无人机自动寻迹,工业测量等。传统双目视觉测量系统都是基于理想模型,当应用环境为非刚体连接的双目视觉系统,应用会给测量带来很大的误差。本文致力于研究舰载双目视觉系统,当舰载甲板收到海浪冲击过程当中造成双目视觉系统两摄像机之间存在位置、角度差时给双目立体视觉系统带来的误差进行分析和实验验证,分析非刚体连接双目视觉系统可能的偏转量,针对偏转量的不同给出相应的数学模型,针对该数学模型的纲量误差进行实验分析。得到在偏转角变化的情况下纲量误差在100mm50mm之间,当摄像机位置变化引起的结构变量（B/z）变化时误差在0.5～2.5mm。在摄像机标定过程研究分析标定过程原理,在得出标定矩阵的情况下分析不同类型标定过程所带来的误差。为之后的立体匹配环节做准备,立体匹配一直是双目视觉系统中最复杂和最困难的部分,本文将从立体匹配基础理论知识入手,研究立体匹配技术中各类算法的对比,以实现高效准确的立体匹配效果。从选用算法的实验结果中分析立体匹配算法给系统带来的误差,对立体匹配误差进行分析,最终得到深度信息。非刚体连接模型情况下实测深度信息的误差与理想模型实测深度信息误差进行对比分析,理想状态下均值误差率为0.2%,非刚体连接情况下均值误差率为5%。本文研究给出了在非刚体连接双目视觉系统建立方法,并针对误差进行对应分析,为舰载双目视觉系统误差提供了理论依据。

关键词：非刚体双目立体视觉误差视觉测距

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非刚体的医学图像配准技术研究

非刚体的医学图像配准技术研究

作者：沈影长春工业大学

学位级别：硕士

图像配准分为刚体配准和非刚体配准。目前大多数研究方法都是针对刚体的配准,而在医学领域,大多数研究对象是非刚性的,即由于生长、手术、或者疾病导致的组织改变,不同个体之间的差异或者由图像失真引起的变形,变换中任意两点之间的距... 详细信息

图像配准分为刚体配准和非刚体配准。目前大多数研究方法都是针对刚体的配准,而在医学领域,大多数研究对象是非刚性的,即由于生长、手术、或者疾病导致的组织改变,不同个体之间的差异或者由图像失真引起的变形,变换中任意两点之间的距离不再保持不变。刚性配准和非刚性配准方法的主要区别是空间变换的性质：刚性配准的目的是寻找使得源图像的点映射到目标图像中的对应点,刚性变换中任意两个点的距离保持不变,这种变换都是线性变换;而在非刚体配准其变换关系在数学上为非线性变换,如仿射变换、投影变换、非线性变换等。本文的研究对象是MRI大脑图像,是对其二者进行配准的过程。本文首先基于B样条曲线配准,对MRI脑图像整个区域进行了8*8网格区域划分,这种方法就是构造一个基本的函数,通过控制图像点上的位移,拟合出图像中每个点的运动轨迹。在基于B样条的网格划分后,为了方便计算,我们采用均方差测度作为图像的相似性测度。最后采用了搜索速度快,局部寻优能力强的Powell优化算法进行优化,在3D slicer平台上进行处理操作和显示。由于控制网格密度单一,图像配准效果不甚理想。之后我们采用了另一种图像配准方法：归一化互信息法图像配准。该方法只需基于图像本身灰度信息,考虑图像的灰度直方图相关性,配准精度较高,可以达到亚像素级。归一化互信息进行配准时,考虑了边缘熵和联合熵的比值,配准结果容易得到最优。由于Powell算法依赖初始点,配准过程中容易出现局部最优,我们采用了搜索效率较高的遗传优化算法进行优化。实验结果表明,图像中大部分区域已经达到了比较好的操作配准,配准精度高,在亚像素范围内,但是归一化互信息每一次配准操作都是全局操作,局部处理能力不强,局部复杂区域配准效果不理想。最后本文给出了一种基于B样条和归一化互信息法相结合的医学图像配准方法,在对两幅MRI图像进行归一化互信息全局配准后,针对局部信息较多的区域,我们又进行了B样条配准。实验结果显示,此方法可以改善图像单一网格不清晰的问题,也解决了单纯使用归一化互信息时局部细节精度不高的问题,配准效果较为理想。

关键词：非刚体配准 B样条互信息归一化

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非刚体三维运动图像重建优化模型仿真

微电子学与计算机 2015年第5期32卷 157-160页

作者：吴悦翁小兰淮阴工学院现代教育技术中心江苏淮安223003 河海大学计算机与信息学院江苏南京210098

现有的基于幂因式分解法非刚体三维运动重建算法,对不连续运动帧进行变换矩阵求解较为复杂,并且该方法的重建误差较大.为了解决这一问题,提出一种基于改进幂因式分解法的非刚体三维图像运动重建算法,在传统算法的基础上针对非刚体运动... 详细信息

现有的基于幂因式分解法非刚体三维运动重建算法,对不连续运动帧进行变换矩阵求解较为复杂,并且该方法的重建误差较大.为了解决这一问题,提出一种基于改进幂因式分解法的非刚体三维图像运动重建算法,在传统算法的基础上针对非刚体运动中产生的不连续性,加入了结构连续性约束,再通过把运动矩阵分解为加权系数矩阵和旋转矩阵两部分,利用最小二乘法分别迭代求解加权系数、旋转矩阵和形状基,完成重建.最后利用真实动态图像序列对算法进行试验验证,试验结果表明了改进算法的有效性和精确性.

关键词：非刚体马尔克夫距离三维图像重建