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基于非刚体轨迹基的线性自标定方法

电子学报 2017年第1期45卷 135-139页

作者：彭亚丽刘侍刚裴炤武杰汪西莉现代教学技术教育部重点实验室陕西西安710062 陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

为了有效地实现相机自标定,本文提出了一种基于非刚体轨迹基的线性自标定方法,该方法利用了非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并且该低维子空间的基可以由一组正交小波基线性表示的特性,线性地实现相机的自标定.由于该正交小波基可... 详细信息

为了有效地实现相机自标定,本文提出了一种基于非刚体轨迹基的线性自标定方法,该方法利用了非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并且该低维子空间的基可以由一组正交小波基线性表示的特性,线性地实现相机的自标定.由于该正交小波基可以事先定义,因此求解的未知数大大减少,而且使传统的相机自标定问题转化为线性求解问题,提高了算法的鲁棒性.模拟实验和真实实验数据结果表明,该方法能够有效地实现相机的自标定.

关键词：相机自标定非刚体轨迹基

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基于非刚体轨迹基的图像缺失值恢复

基于非刚体轨迹基的图像缺失值恢复

作者：李丹丹陕西师范大学

学位级别：硕士

三维重建是计算机视觉的热点之一,它的目的就是从二维图像中恢复出三维结构和运动信息。这些研究成果不仅可以使机器人具有捕捉动态物体的能力,实现环境交互,还能应用到人机交互、视觉监控、虚拟现实等领域,目前已得到广泛应用。但是对... 详细信息

三维重建是计算机视觉的热点之一,它的目的就是从二维图像中恢复出三维结构和运动信息。这些研究成果不仅可以使机器人具有捕捉动态物体的能力,实现环境交互,还能应用到人机交互、视觉监控、虚拟现实等领域,目前已得到广泛应用。但是对于非刚体运动而言,在成像模型和特征点缺失问题上,仍需进一步研究。由于轨迹基有预先定义的特点,可以减少未知数的求解个数,进而提高算法的鲁棒性。所以,目前对非刚体的研究通常把它看成是一系列预定义轨迹基的线性加权组合,在轨迹空间实现非刚体的运动结构恢复。现如今,对非刚体运动情况的研究,大部分是基于正投影模型或弱透视投影模型,这些模型都需要满足一定的条件才能进行。而且,物体在运动过程中不可避免的会被遮挡,导致图像的特征点无法追踪,这也是亟须解决的问题。本文在轨迹空间内,结合经典的因式分解方法,对非刚体的运动结构恢复进行探讨。在透视模型下实现对非刚体的射影重建,并介绍了本文所提出的基于透视模型下的非刚体运动的缺失值恢复方法。本文的主要工作如下:(1)针对目前非刚体的研究大部分是基于弱透视投影模型或正投影模型,忽略物体的位置信息或者深度信息的缺点,本文在透视投影模型下,实现非刚体在轨迹空间的射影重建。在实现过程中,运用投影矩阵中列向量和行向量的性质,使得误差更小,提高了准确性。(2)针对非刚体在运动过程中存在特征点追踪不到的问题,在重建的基础上提出对缺失值进行恢复。由于图像矩阵存在两个未知数,首先要对其进行初始化,轮流交替进行迭代求解。因为轨迹基是相互正交的,所以彼此是独立的,可以减少误差积累。而且轨迹基可以预定义,能减少未知数的求解个数,提高本文算法的鲁棒性。通过真实实验的结果,证明本文方法的有效性和准确性。

关键词：非刚体轨迹基透视投影缺失值

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二维流形上一组等距与尺度不变的形状描述子

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第10期26卷 1781-1788页

作者：曹伟国李海洋李诗锐李华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 中国科学院大学北京100049

在流形上构造了一组具有等距不变与尺度不变的形状描述子.该方法首先利用Biharmonic距离构造核函数,然后利用勒贝格积分构造具有等距不变的描述子,再利用曲面的勒贝格测度对形状描述子进行标准化,得到了一组新的描述子.这种新的形状描... 详细信息

在流形上构造了一组具有等距不变与尺度不变的形状描述子.该方法首先利用Biharmonic距离构造核函数,然后利用勒贝格积分构造具有等距不变的描述子,再利用曲面的勒贝格测度对形状描述子进行标准化,得到了一组新的描述子.这种新的形状描述子既具有等距不变性,又具有尺度不变性,反映了几何形状的内蕴性质.在非刚体模型上进行了大量实验,通过实验结果可以看出,该方法对于发生等距变形的物体具有很好的识别和区分效果.

关键词：非刚体等距变换尺度变换形状分析形状描述子不变量

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基于灰度值相应概率的非刚性图像配准

上海交通大学学报 1999年第9期33卷 1128-1130页

作者：陈昱庄天戈上海交通大学生物医学工程系上海200030

提出了一种基于灰度值相应概率的，对多模态非刚性医学图像进行全局弹性配准的快速算法．通过两幅图像重叠部分的２Ｄ灰度联合直方图，计算灰度值相应概率（ＧＶＣＰ），使用遗传算法最优化ＧＶＣＰ实现两幅图像之间平移和旋转的全局刚... 详细信息

提出了一种基于灰度值相应概率的，对多模态非刚性医学图像进行全局弹性配准的快速算法．通过两幅图像重叠部分的２Ｄ灰度联合直方图，计算灰度值相应概率（ＧＶＣＰ），使用遗传算法最优化ＧＶＣＰ实现两幅图像之间平移和旋转的全局刚体配准．将两幅图像的重叠部分均匀地划分成互为重叠的体积子块，再最大化每对对应体积子块图像灰度之间的ＧＶＣＰ，实现每对对应子块之间平移的局部刚体配准，并将每子块的中心作为一一对应的控制点．利用这些均匀分布的控制点对结合薄平板样条插值法实现图像的全局非刚性弹性配准．

关键词：图像配准非刚体灰度值相应概率医学图像

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基于子空间映射和一致性约束的匹配传播算法

计算机学报 2017年第11期40卷 2546-2558页

作者：孙琨刘李漫陶文兵中南民族大学生物医学工程学院武汉430074 华中科技大学自动化学院武汉430074

该文提出了一种基于子空间映射和一致性非刚体变换的准稠密匹配传播算法.该算法从一组稀疏的种子匹配开始,迭代地在其周围寻找新的潜在匹配.与现有方法最大的不同在于,该文的方法使用一致性非刚体变换模型来描述两个扩展窗口之间的几何... 详细信息

该文提出了一种基于子空间映射和一致性非刚体变换的准稠密匹配传播算法.该算法从一组稀疏的种子匹配开始,迭代地在其周围寻找新的潜在匹配.与现有方法最大的不同在于,该文的方法使用一致性非刚体变换模型来描述两个扩展窗口之间的几何关系,而不是使用离散二维视差梯度模型或者局部平面仿射模型.在计算非刚体运动模型之前,扩展窗口内所有像素的空间坐标信息和特征信息都被映射到一个新的子空间中.这一新的数据表达方式可以提升算法的鲁棒性,同时使矩形扩展窗口对于非刚体变换模型的计算依然有效.最终,两个扩展窗口中所有满足一致性非刚体模型的匹配被一次性找出.实验结果表明,该方法对于图像存在较大旋转、视点变化以及深度非平滑表面的情形有着较好的效果.

关键词：图像匹配匹配传播准稠密子空间非刚体

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镜像等距不变量的构造及其应用

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第7期25卷 1005-1011页

作者：胡平李海洋曹伟国李华中国科学院计算技术研究所计算机应用研究中心北京100190 中国科学院大学北京100190

提出一种镜像等距不变量的构造方法.在可定向曲面上找到2条相交的测地线,并在交点处计算2个切向量以及它们的叉积,记录叉积的方向;再利用方向和曲面的定向情况判断叉积的符号,利用带符号的叉积的模构造积分核,以此扩展等距不变量的构造... 详细信息

提出一种镜像等距不变量的构造方法.在可定向曲面上找到2条相交的测地线,并在交点处计算2个切向量以及它们的叉积,记录叉积的方向;再利用方向和曲面的定向情况判断叉积的符号,利用带符号的叉积的模构造积分核,以此扩展等距不变量的构造框架,得到了一组新的不变量.这种不变量既有等距不变性,又能根据符号反映两者是否有镜像关系.通过在人手模型上进行了大量实验的结果表明,该方法对镜像等距的物体具有良好的识别和区分效果.

关键词：非刚体镜像变换等距变换不变量目标识别

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基于互信息非刚性医学图像配准的方法

上海交通大学学报 1999年第9期33卷 1125-1127页

作者：陈昱庄天戈上海交通大学生物医学工程系上海200030

提出了一种基于互信息的对非刚性三维医学图像进行弹性配准的方法．用２Ｄ联合直方图法计算两幅图像重叠部分的图像灰度之间的互信息，使之最大化，从而实现两图像之间的全局仿射配准．然后将两幅图像的重叠部分均分成互为重叠的体积子... 详细信息

提出了一种基于互信息的对非刚性三维医学图像进行弹性配准的方法．用２Ｄ联合直方图法计算两幅图像重叠部分的图像灰度之间的互信息，使之最大化，从而实现两图像之间的全局仿射配准．然后将两幅图像的重叠部分均分成互为重叠的体积子块，再最大化每对对应体积子块图像灰度之间的互信息，实现每对对应子块的局部刚体配准，并将每个子块的中心作为一一对应的控制点．利用这些均匀分布的控制点对结合薄平板样条插值法实现图像的全局非刚性弹性配准．实验结果表明，该算法可以有效地实现三维图像全局弹性配准，但计算时间较长．

关键词：非刚体互信息图像处理医学图像配准

面向重复纹理及非刚性形变的像对高效稠密匹配方法

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中国图象图形学报 2019年第6期24卷 924-933页

作者：贾迪赵明远杨宁华朱宁丹孟琭辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

目的像对稠密匹配是3维重建和SLAM(simultaneous localization and mapping)等高级图像处理的基础,而摄影基线过宽、重复纹理、非刚性形变和时空效率低下等问题是影响这类方法实用性的主要因素,为了更好地解决这类问题,本文提出一种面... 详细信息

目的像对稠密匹配是3维重建和SLAM(simultaneous localization and mapping)等高级图像处理的基础,而摄影基线过宽、重复纹理、非刚性形变和时空效率低下等问题是影响这类方法实用性的主要因素,为了更好地解决这类问题,本文提出一种面向重复纹理及非刚性形变的高效稠密匹配方法。方法首先,采用Deep Matching算法获得降采样后像对的匹配点集,并采用随机抽样一致算法剔除其中外点。其次,利用上一步得到的匹配结果估计相机位姿及缩放比例,以确定每个点对稠密化过程中的邻域,再对相应点对的邻域提取HOG描述符并进行卷积操作得到分数矩阵。最后,根据归一化后分数矩阵的数值以及下标距离的方差确定新的匹配点对以实现稠密化。结果在多个公共数据集上采用相同大小且宽高比为4∶3的像对进行实验,实验结果表明,本文方法具备一定的抗旋转、尺度变化与形变的能力,能够较好地完成宽基线条件下具有重复纹理及非刚性形变像对的匹配。与DeepMatching算法进行对比实验,本文方法在查准率、空间效率和时间效率上分别提高了近10%、25%和30%。结论本文提出的稠密匹配方法具有较高的查准率和时空效率,其结果可以运用于3维重建和超分辨率重建等高级图像处理技术中。

关键词：稠密匹配非刚体重复纹理宽基线方向梯度直方图

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基于色斑联合推举的被遮挡运动目标跟踪

计算机工程 2009年第4期35卷 190-192页

作者：杨伟费耀平李敏中南大学信息科学与工程学院

针对非刚体运动目标被遮挡的跟踪问题,提出一种以目标色斑子块相关匹配联合推举的跟踪方法。利用目标色调特征的不变性对目标色斑进行自适应分块,通过子块的运动状态联合估计目标整体的运动状态,在遮挡发生时判断被遮挡子块,并将其排除... 详细信息

针对非刚体运动目标被遮挡的跟踪问题,提出一种以目标色斑子块相关匹配联合推举的跟踪方法。利用目标色调特征的不变性对目标色斑进行自适应分块,通过子块的运动状态联合估计目标整体的运动状态,在遮挡发生时判断被遮挡子块,并将其排除到联合推举之外。实验结果表明,该方法可实现对非刚体目标遮挡下的有效跟踪。

关键词：目标跟踪自适应分块非刚体遮挡