模拟自然光下的重光照算法研究

本文提出了一个模拟自然光下的重光照算法。算法利用面片的几何模型和固定视点沿不同光源方向少数采样的图像,采用光照场的近似表示,进行顶点法向的插值,并计算每个像素的反射。实验结果表明,算法有效地重建了自然光的照明效果和表面细节,生成的阴影边缘清晰。     

基于灰度渐变特征的运动车辆阴影检测

针对当前基于颜色特征的阴影检测算法鲁棒性低的缺点,本文提出了一种基于灰度渐变一致性的运动车辆阴影检测算法.首先应用改进的高斯混合模型对背景进行自适应重建和更新,然后根据差分图像中运动阴影在水平和竖直方向上灰度变化一致的特点,提取阴影区域的灰度跳变点,并以灰度跳变点的密度分布为依据分割车身区域和阴影区域,实现对阴影区域的识别与提取.实验结果表明,该算法能够快速有效地提取运动车辆的阴影,同时,本算法在阴影与相邻车辆车身重叠情况下也有较好的检测效果.     

基于阴影图的植物阴影算法改进及其绘制

采用帧缓冲区对象(frame buffer object,FBO)技术来改进传统阴影图(shadow Map,SM)算法,即利用FBO技术将场景深度信息直接渲染到纹理中来提高算法的执行效率.依据纹理法线与光源方向的点积来模拟树干及器官几何mesh模型的自阴影,并通过提高分辨率改善投射阴影边缘的锯齿问题.在改进后的SM算法基础上结合方差阴影图(variance shadow map,VSM)算法实现植物软阴影.以植物参数化三维模型为例,采用VS2008、OpenGL图形标准和可编程图形硬件技术,在ParaTree参数化单株木建模工具软件中集成改进后的阴影图算法,实现了植物自阴影边缘的平滑过渡和光源在不同高度角条件下不同阴影亮度的硬阴影和软阴影效果.     

微切平面逼近三维散乱数据的研究

提出了三维散乱数据微切平面逼近的算法．基于曲面形状信息反映在三维散乱点集中，用三维点集中某点的邻域点集构造微切平面来近似表示该点处的局部形状，所有点的微切平面集合则构成了待构曲面的近似表示．通过欧几里德最小生成树对微切平面法矢方向进行调整使其达到整体一致性，该算法在三维散乱数据曲面重构中具有重要意义．     

基于小波变换的运动汽车阴影分割

利用在阴影区域内的点所接受环境光强与汽车的相对位置关系，结合多分辨率小波分析，提出了一种新的基于小波变换的运动汽车阴影分割方法．该方法不需要知道光源的方向，也不需要车体的彩色信息；对背景的纹理也没有要求，适用于复杂纹理背景下任何颜色的汽车阴影分割．实验表明，该方法定位准确、速度快、抗噪能力强．     

微切平面逼近三维散乱数据的研究

提出了三维散乱数据微切平面逼近的算法。基于曲面形信息反映在三维散乱点集中，用维三点集中某点的邻 集构造微切平面来近似表示该点处的局部形状，所有点的微切平面集合则构成了待构曲面的近似表示。通过欧几里德最小生成树对微切平面法矢方向进行调整使其达到整体一致性，该算法在三维散乱数据曲面重构中具有重要意义。     

一种新的阴影算法

本文通过对Williams的Shadow Z—Buffer阴影算法的分析和研究,建立了一个圆锥阴影模型,设计了一种新的阴影算法。圆锥阴影模型可以用空间精确的点判别空间精确点的可照性,从而避免了因点取整带来的问题。阴影算法中引入了盒子试验,提高了算法的速度。利用这个模型和算法可以产生任何物体的各种阴影。     

一种多高斯模型下的阴影检测方法

分析了混合高斯模型阴影检测算法的不足,提出了一种基于贝叶斯更新的多高斯模型阴影检测算法.基于Porikli提出的阴影流算法,根据实际情况改进了其中的阴影区域预分类算法,更新了贝叶斯参数,最后检测阴影.实验结果证明了该方法的有效性.     

半透明物体表面阴影的渲染

基于阴影映射算法,提出一种半透明物体表面阴影的渲染方法.考虑半透明物体的次表面散射的光学特性,在获得阴影图后加入阴影接收表面的材质散射系数,确定随机取样的范围,使用加权平均方法计算目标点处于阴影区域的概率值,最终渲染场景.实验证明,该方法能够真实模拟半透明物体表面阴影中散影区的渲染效果.     

基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法

现有的照度准不变边缘分类算法在标准光源下分类效果较好,但是该算法没有考虑光源颜色的影响,而实际上光源颜色对算法的分类效果影响很大,因此提出了一种基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法.该算法首先估计光源颜色,然后用估计出的光源颜色参数矫正照度准不变边缘分类算法.与传统的照度准不变边缘分类算法相比,该算法由于能估算出光源的颜色,所以当光源颜色发生改变时,矫正以后的照度准不变分类算法仍然对光照颜色改变具有鲁棒性.实验结果显示,基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法,在光照颜色变化的情况下,不仅能检测出更多的边缘,噪声点更少,而且检测的边缘更准确,稳定,线条更光滑连续.     

基于多尺度超像素融合的RGB-D单幅图像阴影检测算法

针对单幅复杂环境图像阴影检测问题, 提出一种基于多尺度超像素融合的自动阴影检测快速算法. 首先利用深度图像计算各点的法向量及空间坐标, 同时利用简单线性迭代聚类算法对彩色图像进行多个尺度的超像素分割; 然后使用阴影置信度算法结合图像的色度、法线和空间位置信息分别估计各尺度下的超像素阴影置信度; 最后采用Adaboost训练的分类器对各尺度下的超像素阴影置信度进行融合, 得到最终的判决结果. 实验结果表明, 该算法的准确度明显高于原阴影置信度算法, 运行时间约为原阴影置信度算法的10%, 对于小块阴影、 大面积阴影及边缘不清晰的软阴影检测表现较突出, 适合对光线复杂环境下的图像进行前期预处理.     

一种不受高光和阴影约束的形状恢复算法

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．     

基于Log-gabor小波的运动目标阴影检测

针对阴影覆盖前后的场景纹理相似的特点和Gabor小波在纹理特征提取上的不足,利用Log-gabor在纹理特征提取上的较优性能及对光照的不敏感性,提出一种基于Log-gabor的运动目标阴影检测方法.首先根据阴影在颜色空间的特点,利用像素点亮度变化规律,对前景中包含阴影的运动目标进行检测,提取疑似阴影区域.然后对疑似阴影区域分块,获取块Log-gabor纹理特征.最后,针对运动目标和道路纹理区别,提出合理有效的阴影判定准则,使用判定准则识别阴影.实验结果表明,所提方法在不需场景先验知识情况下,能较快较准确检测出阴影.     

三维地形仿真中矢量数据的精确高效绘制方法研究

提出了一种基于模板阴影体算法的矢量数据绘制方法,实现了矢量数据在三维场景中的高质量实时叠加显示.并对其中的关键技术进行了详细论述,最后通过实验验证了该方法的有效性.该方法基于屏幕空间,具有像素级的绘制精度;而且不受地形几何数据的约束,其执行效率与地形数据的复杂度无关,仅取决于矢量数据本身的复杂度.     

室外光源光谱辐照度与K-means结合的单幅图像阴影检测

针对室外自然条件下单幅图像阴影检测困难,提出一种基于光谱辐照度的阴影检测算法。通过对户外光源的光谱特性进行分析,估算出阴影三色衰减模型(TAM)参数,由此得到阴影区域较暗的TAM图像。利用K-means方法将TAM图像分割为阴影区域和非阴影区域,结合中值滤波和形态学算子对阴影区域优化,成功提取出图像中的阴影部分。仿真表明该算法不需要复杂的特征学习过程,能够极大地提高运算速度;同时无需对图像校准以及获取任何先验知识,且可以用于相对复杂的真实场景中。     

基于SLIC0超像素分割的阴影检测算法

对单幅阴影检测问题,提出了一种基于SLIC0（simple linear iterative clustering zero）超像素分割的阴影检测方法。首先采用SLIC0超像素分割算法对含阴影图像进行分割,生成超像素块检测出阴影轮廓,然后提出一种融合特征的支持向量机方法,将超像素块分类合并,检测出阴影区域。通过实验对比Otsu阈值法、传统SVM分类法与本文算法的检测效果,验证了本文算法的有效性,通过结构相似度（SSIM）与峰值信噪比（PSNR）指标对比表明,本文算法较参考算法的检测性能更优。     

基于空间无序点云的层次构造三角化方法

描述了一种新的利用空间无序点云重构三维模型的算法,利用分层扫描的原理将无序的三维点云进行平面投影,使用矢量外边界扫描算法将点信息提取为线段信息,由于分层的有序性使得线段之间存在着良好的拓扑关系,经过在有序线段中提取拐点矢量,连接上下两层相关点,点模型就完成了三角化。该方法计算速度快,拓扑清晰,且不会出现失真(泊松表面重建)和空洞现象(区域增长法)。     

多光源图像细化和细节增强的协同图像处理算法研究

多光源图像合成处理过程中,为了增强图像的轮廓和表面细节,同时使合成后的图像边缘无伪迹、保真度高,提出了一种多光源图像细化与细节增强的协同处理算法。该算法通过梯度域法构建辅助层,采用二次过滤法提取出细节层,提出了新的阴影检测算法用来去除细节层的伪迹,同时使该细节层包含了输入图像的全部信息;使用一幅输入图像构造一个基础层并进行暗区亮度增强处理;细节层和基础层进行复合处理后,重现了暗影区丢失的细节,同时增强了现有的细节。该算法与其他算法进行图像处理对比实验,结果表明,该算法用于实现多光源图像细化和细节增强是可行的、有效的,采用这种方法合成的图像看起来更自然,相对于输入图像,输出图像保持了较高的保真度。该算法具有交互性,用户可以手动或自动调整合成图像的效果。     

运动车辆阴影的快速检测算法

针对室外交通监控系统遇到的环境光性质变化等问题,提出一种运动车辆阴影快速检测算法.算法首先根据局部阴影模型,利用亮度比判据进行阴影初检测,然后根据动态边缘投影估计得到的车体位置剔除伪阴影,最后根据亮度比统计直方图对亮度比判据阈值进行自适应更新.为验证算法的有效性,分别在不同监控场景、不同日照情况下,对车辆阴影检测进行了实验.实验结果表明:该算法检测速度快,精度高,不受光源性质变化造成的颜色漂移现象的影响,能准确剔除阴影,适合室外环境下的车辆动态检测.