细胞群体连续切片图象中任意个体的计算机三维重建

研究了细胞群体连续切片图象中任意个体的计算机三维重建及显示，并给出了相应的实现算法。该算法是基于同一物体截面在连续切片图象中的－阶归－化矩相似描述，用模式识别的方法确定同一物体的截面及用虚拟矩形窗口技术提取任意个体的所有截面，采用截面重建显示法实现任意个体的重建显示，理论分析和实验研究均证实了该算法的可行性和实用性．     

基于两视图的曲面物体自动建模方法

提出一种基于两视图的曲面物体自动重建方法. 采用基于Haudorff距离的特征匹配技术对图像的正面和侧面中的曲面物体进行匹配,自动获得图像中物体的大致形状及位置信息. 采用基于形状先验的图像分割算法自动地将曲面物体从图像的正面和侧面中分割出来. 利用这两幅图像中获得的侧影轮廓线,实现曲面自动重建和纹理自动提取. 通过真实曲面物体进行重建实验,验证了该方法的可行性.     

CT投影变换理论及其在圆轨道锥束重建中的应用

为了精确地获得计算机断层成像(CT)图像重建所需的平行束X射线投影,提出了CT投影变换理论,得到了一种精确地由锥束投影计算平行束投影的算法.该算法可以适用于任意形式的扫描轨道.在此基础上,分别提出了针对完整物体和物体感兴趣区域进行CT投影变换的投影数据完备性条件.将CT投影变换方法应用于圆轨道CT图像重建,有效地改善了FDK算法的重建结果,特别是在远离扫描轨道的平面内,改进后的重建图像CT值更加接近真实值.数值模拟实验证明了上述CT投影变换理论和方法的有效性.     

图象数据库查询语言的可视设计

本文介绍一个图象数据库查询语言QPF的可视设计思想,并且描述其在智能化图象数据库系统GBASE中的具体应用例子。GBASE系统将传统的关系模式扩展成能够容许框架知识表达的抽象数据类型ADTS,并且利用影象icon(可视符号)来表示抽象物体,这样就增强了关系数据库的语义功能,有助于表达有关图象实体以及它们之间空间关系等有关知识。利用icon直观地表达一些抽象概念和物体,使得用户能够利用可视语言QPF检索有关符号数据以及图形数据这两方面的信息,提供了一个与用户友好的接口,用户可以无须了解图象数据库GBASE的内容和组织结构,利用系统提供的可视检索功能来完成对图象数据库的查询。     

基于角点检测的旋转图象的拼接实现

本文利用基于灰度图象的角点检测方法获得角点信息,然后根据角点信息完成两幅图象的角点的配准,从而计算出图象的旋转角度.接着,利用一种整体快速旋转方法对图象进行旋转,最后完成图象的拼接.试验证明,经过合理的参数调整,能高质量的完成有一定旋转角度的两幅图象的拼接.     

函数图象生成算法研究

介绍了计算机图形学图象生成原理 ,实现了从数学函数经过建模变换、投影变换、视域变换等操作 ,生成多元函数图象的算法 ,利用 C语言编程形象地显示一元或二元函数的平面、立体图象 .     

基于双目立体视觉的三维重建方法

基于双目立体视觉视差原理,结合halcon视觉开发库标定摄像机的内外参数,利用标定结果校正目标图像;引入多重网格算法以及像素灰度、梯度、平滑度相结合的相似度判断准则对校正图像进行立体匹配,获得连续稠密的视差图;根据深度信息恢复原理获取三维点云,并采用移动最小二乘法对三维点云进行平滑滤波;最后运用基于贪婪算法的三角剖分实现物体可视表面三维重建,并对重建表面进行形态学处理填补黑洞.实验结果表明,物体重建表面光滑连续,视觉效果令人满意.     

基于正交图像的头部三维模型构建

为快速构建人体头部的三维模型,提出了一种使用头部正面和侧面两张正交图像进行重建的方法.首先,利用Candide-3模型生成标准头部模型;然后,利用改进的主动形状模型(ASM)自动获取正面图像中68个特征点和侧面图像中35个特征点,并将获取的特征点与标准头部模型中的顶点进行匹配,利用匹配特征点对标准模型进行全局变形和局部变形,从而获得个性化模型;最后,对侧面头像进行仿射变换,使之与正面图像配准,并通过柱面投影和加权融合获得人脸全景纹理图,将其映射到个性化模型上以获得逼真的头部模型.实验结果表明:与传统ASM算法相比,利用改进ASM算法获得的特征点定位准确度提高了13.1%;所提方法仅需约1.2 s便可重建出具有真实感的头部三维模型,并能提供较大范围的可视角度和较丰富的深度信息.     

三维激光彩色扫描仪中物体表面色彩信息获取

研究了三维激光彩色扫描仪中获得物体表面色彩信息的方法.针对装置特点,研究了在彩色扫描图像序列中,物体表面采样点在激光入射面和相机主光轴面的成像对应关系,提出了利用采样点在相机主光轴面的像获得色彩信息的方法,有效地克服了传统结构光测距装置中由于结构光源照射带来的色彩失真和物体表面复杂而造成侧面遮挡的影响.实验结果是令人满意的.     

基于高阶强度传输方程改进的相位物体层析重建算法

经典的层析成像方法通常只考虑物体的强度重建,往往丢失了包含物体更多信息的相位。强度传输方程作为一种经典的相位恢复算法,能够直接从强度反演出相位。文中提出了一种能够层析重建物体相位信息的新算法,该算法在高阶强度传输方程的基础上进行改进,通过将高阶强度传输方程求解得到的初始相位值代入多平面迭代来降低系统误差,恢复出具有更高精度的相位结果,再经过滤波反投影重建物体的三维相位信息,在反投影重建过程中加入了旋转中心校正的步骤以使重建结果更为精确。实验结果表明,该算法在解决由于强度微分近似约束造成的相位精度低问题的同时,可以获得高精度的物体三维相位重建结果。     

利用单幅图象的阴影恢复物体形状

本文研究和探讨如何由单幅图象的阴影进行三维信息的提取,以恢复物体表面的形状。通过引入立体投影的概念,并附加适当的约束条件,利用边缘信息提供的边界条件,推导出由阴影计算物体表面形状的迭代算法,最后完成立体显示。     

一种自适应极坐标变换的旋转图像配准方法

对数极坐标变换具有较好的旋转不变性,但是同时存在采样不均匀的问题:在靠近中心处的过采样和靠近边缘处的欠采样.针对这一问题,提出一种自适应极坐标变换的方法,从笛卡尔坐标系转换到极坐标系时,实现图像的均匀采样,其采样点数目与对数极坐标变换相比,减少近50%,计算量大幅度减少.为了保持对数极坐标变换的旋转不变性,采用投影变换方法将极坐标变换后的图像从二维降到一维.实验表明该算法实时性好、精度高.     

光照条件变化下的图像生成方法

提出了两种图像生成的方法：(1)由图像分割、三维重建和投影生成构成。该方法考虑了图像中各部分表面发射模型的差异，通过将图像各区域向1分成朗伯表面和镜面反射，分别进行三维重建，然后融合两结果，改变光照方向和强度，投影生成新的图像；(2)将Shape from shading和Shape from texture技术融合起来。采用Gabor滤波器将图像中的纹理成分和阴影成分区分开来，再用两种方法各自生成三维立体图像，依据它们的特性在频域融合两个三维图像，然后再改变视角和光照的强度、方向，生成仿真的二维图像。实验表明，由该两种方法恢复出的形状优于传统的估计方法，生成的图像真实感强。     

一种确定三维锥束CT精确重建域的方法

三维锥束CT精确重建是近几年图像重建领域的研究热点,完全条件、源点轨迹和重建方法是精确重建的主要研究内容。在已知源点轨迹形状和尺寸的情况下,确定物体精确重建的区域,是一个在实际应用中需要解决的重要问题。基于3D Radon变换的性质和三维锥束CT精确图像重建的一般公式,提出了一种在锥束源点轨迹给出之后确定物体精确重建域(ERR)的方法——“Radon壳图解法”。该方法使原有分析复杂轨迹ERR的工作大大简化,且更加直观、有效,使精确重建方法向实际应用又前进了一步。     

新一代人机交互中的二维图像AVR重建

给出一种二维景像图像的基于超二次曲面模型的AVR重建算法，重建中使用计算机视觉与计算机图形学相结合的方法。一方面，利用超二次曲面在正交投影平面上球积可分解的性质，对真实景物在正交平面上投影的轮廓使用超二次曲线拟合，由拟合曲线的球积重建出景物的超二次曲面基元描述模型；另一方面，使用基于序列未定标图像的三维重建方法，从不同视点的图像中重建出景物的真实尺寸及位置信息，从而获得景物从完整的参数描述模型，实现了从二维图像中重建出景物基于超二次曲面层次描述的计算机内部模型。     

二维和三维线性二元树的操作和运算

提出了二维和三维图像的线性二元树表示.给出了二维和三维线性二元树操作和运算的若干快速算法(如近邻、旋转、两幅图像的交和并、投影、截面、面积、体积和形心等算法).对每一算法都给出了复杂性分析.     

基于ASIFT图像匹配算法的三维重建

提出了基于ASIFT图像匹配算法的三维重建算法。目前,基于图像序列的三维重建中,一般采用SIFT图像匹配算法。对于存在仿射变换的图像序列,ASIFT算法较SIFT算法能够获得更多精确的稀疏匹配点;基于ASIFT算法恢复的三维点云比基于SIFT算法恢复的三维点云更加稠密,从而能获得更好的三维重建结果。仿真实验表明,本文算法能获得较好的三维模型。     

由深度和灰度重建三维物体表面的新方法

提出一种由特征点深度与灰度重建三维物体可视表面的新方法。文中把已知深度和图像灰度结合起来,实现了一个递归外推算法,以唯一确定整个物体表面的深度。实验结果说明了重建方法的正确性和可行性。     

一个基于多视图立体视觉的三维重建方法

研究了基于多视图立体视觉的三维重建方法.给定一组待重建物体的图像,利用传统的立体视觉技术计算每幅图像的深度信息;然后设计一个基于体素划分的模型融合方法,将图像的深度信息融合为一个完整的三维初始模型;随后,对初始模型进行全局的迭代优化,输出最终的重建模型.在构造体素网络图时,充分利用图像一致性度量建立体素之间的连接关系;在对模型迭代优化时,结合图像一致性度量和网格的光顺性准则.该方法能很好地处理纹理缺失的区域,获得完整的三维模型.实验结果证明:该方法能够重建高质量完整的三维模型.     

光栅投影三维物体重建中的二值化方法研究

在光栅投影成像三维物体表面重建中，由于阴影和光照不均匀的影响，采用传统的时域二值分割方法，难以得到高质量的分割图象．为此，提出了两种图象分割算法：全曝光明图对比空域二值分割算法和分组最大方差空域二值分割算法．这两种分割算法主要是在空域上的每个位置同时考虑所有的二维光栅投影图，从而大大克服了阴影的影响以及光照不均的影响．实验证明，这两种方法提高了光栅投影图的二值分割质量，使得最终的重建结果更为精确，所提出的两种二值分割算法操作简单，易于实现．