基于块对称对叠的多幅图像超分辨率重建算法研究

在进行图像超分辨率重建时,使用多幅图像比使用一副图像能够得到更好的效果,但是目前基于多幅图像的超分辨率重建算法普遍存在重建速度慢、重建质量不够理想的问题。为此,本文构造了一种基于块对称对叠（PsyCo）的多幅图像超分辨率重建算法,首先对低分辨率图像序列进行基于ORB的图像配准,再对配准后的图像进行PSyCo重建,最后对重建的图像进行像素灰度最大值融合。实验结果表明,本文提出的重建算法具有更好的重建效果,并且具有较快的重建速度。     

基于深度学习的三维模型重构研究

由单个图像建立其三维模型是计算机视觉领域的一个热门且具有挑战性的问题.现有的传统单视图三维重构算法在处理低分辨率图像时效果不好,在训练中由于三维图形的高维性,使网络也变得高度不稳定,导致模型重构效果差.针对传统三维重构算法存在的缺点,提出一种基于深度学习网络的改进模型,在模型中加入超分辨率、投影、对抗生成网络(gene...     

基于改进SRResNet深度学习网络的低照度图像超分辨率重建方法

为解决低照度条件下低分辨率图像的超分辨率重建问题,提出一种基于改进SRResNet（super-resolution residual networks,超分辨率残差网络）深度学习网络的低照度图像超分辨率重建方法。通过将读取的图像下采样、亮度降低等处理生成低照度低分辨率图像,并将该图像与高分辨率图像作为数据对输入学习模型,以便改进SRResNet的训练数据对的生成方式,优化训练过程,从而构建面向单帧低照度彩色图像的基于改进SRResNet训练的超分辨率重建方法。实验结果表明：与现有流行的图像超分辨率重建方法相比,该方法的峰值信噪比（peak signal to noise ratio,PSNR)、结构相似性（structural similarity,SSIM）指标整体为最优,低照度环境下的超分辨率重建图像更为清晰明亮、细节更丰富,该方法训练出的深度学习网络的重建效果更好。     

一种新的植物枝条弯曲生成算法

枝条弯曲模拟对于形象地绘制模特图形很重要。从计算机图形学的角度出发,提出了一种计算枝条弯曲形状的简易力学模型,实现了基于“双尺度自动机模型”的枝条弯曲算法。该算法虽然所需参数少,但能有效地生成自然逼真的枝条弯曲形状,并且能反映植物在生长中枝条的动态弯曲过程。文中通过几个枝条弯曲的例子验证了算法的有效性。     

Electromagnetic tomography (EMT): image reconstruction based on the inverse problem

Starting from Maxwell's equations for inhomogeneous media, nonlinear integral equations of the inverse problem of the electromagnetic tomography (EMT) are derived, whose kernel is the dyadic Green's function for the EMT sensor with a homogeneous medium in the object space. Then in terms of ill-posedness of the inverse problem, a Tikhonov-type regularization model is established based on a linearization-approximation of the nonlinear inverse problem. Finally, an iterative algorithm of image reconstruction based on the inverse problem and reconstruction images of some object flows for simplified sensor are given. Initial results of the image reconstruction show that the algorithm based on the inverse problem is superior to those based on the linear back-projection in the quality of image reconstruction.     

基于图像条件的二元合成生成算法

生成对抗网络(GAN)是一种无监督学习方法,该算法巧妙地利用博弈的思想来学习生成式模型,但由于GAN通常从单个潜在源采样,因此常常丢失场景中的多个实体交互信息。为了捕获不同对象之间的复杂交互,包括它们的相对缩放,空间布局,遮挡,提出了一种基于图像条件的生成对抗网络,利用"分解—合成"的流程,模型可以根据输入对象的纹理和形状从它们的关节分布生成逼真的合成图像。通过使用Shapenet数据集,在2D和3D图像中分别对55个常见对象类别约51 300个图像模型进行试验,比起传统的SLP和cGAN,算法的图片质量有4%以上的提高。     

基于三维重建的人脸姿态估计

人脸姿态估计是计算机视觉及人脸识别领域的一项关键研究内容.将三维模型应用于估计人脸图像姿态参数,提出了基于三维重建的人脸姿态估计算法.根据人脸正面图片上的特征点计算出形状参数,实现三维人脸重建.基于三维人脸模型,由姿态图片上提取的特征点信息推知等姿态下模型上对应特征点的信息,针对照模型正面姿态,运用线性回归估计姿态参数.实验表明,重建的三维人脸具有较好的真实感,在较大的姿态变化范围内,该方法也能够取得较好的估计精确并具有鲁棒性.     

贵州傩面具数字化及增强现实技术研究

为保护与传承傩文化与傩面具,构建了一套基于移动端的傩面具增强现实系统。通过快速建模工作流、贴图纹理优化与特征增强算法,实现了傩面具的逼真还原。采用改进的ORB算法对图像特征点检测和匹配,并利用EPnP算法快速匹配当前视角接近的参考图像,确定虚拟模型在真实场景下显示的位置方向。提出的方法,能够在实际场景中对傩面具进行高仿真三维渲染与管理,并完成了移动增强现实系统在安卓手机上的验证,满足了移动性、精确性和实时性的要求。     

基于叶片图像的植物识别方法

 基于计算机的植物自动识别是植物识别分类学的发展趋势,本文提出了一种基于植物叶片图像的植物自动识别方法。该方法在对叶片图像进行亮度校正、中值滤波和阈值分割等预处理后,计算植物叶片的偏心率、圆形性、圆形度指标、方向角、最小矩形宽轴/长轴、最佳椭圆短轴/长轴6个形状特征参数和植物叶片的二阶矩、对比度、相关、熵、逆差矩5个纹理特征参数,再使用径向基人工神经网络设计了植物自动识别的分类器。通过对3种植物的60个叶片图像进行实验,仅用植物叶片形状特征进行植物识别的平均正确识别率为70.83%,利用植物叶片形状特征和纹理特征进行植物自动识别的平均正确识别率为83.3%,并得到了径向基人工神经网络的参数。实验结果表明,植物叶片图像的纹理特征能够提高植物自动识别的平均正确率,基于植物叶片图像的植物自动识别是切实可行的,研究成果为深入研究植物自动识别分类系统奠定了一定的理论基础。     

基于众源影像的三维重建方法

目前,众源影像存在获取数据难以筛选,进而导致从影像中生成的点云数据产生几何缺失和含有大量噪声等问题。针对此,论文实现了一种基于众源影像的三维重建方法。首先,采用基于网站Application Programming Interface（API）和基于网页解析的方法获取众源影像数据,然后借助深度学习对获取得到的众源影像进行筛选,获取高质量的众源影像数据,最后运用运动恢复结构（Structure from motion,SFM）算法完成三维重建。论文利用众源影像获取场景的三维结构,对生成的点云模型进行对比和分析,得到了经深度学习算法筛选的图片集更适用于三维重建的结论,以解决众源影像这一新兴数据源在三维建模应用时出现的弊端和不足。     

基于多幅图像序列的三维重建

基于多幅图像序列的三维重建技术, 以两幅图像的三维重建算法为基础, 采用由运动中恢复校准的结构方法, 在已知摄像机参数的情况下, 利用KLT特征点跟踪算法, 实现了多幅图像的三维重建, 并利用集束调整优化了重建结果.     

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.     

排球扣球动作的三维手势重建系统设计

为了精确、快速、低成本地获得运动员的排球扣球动作三维手势模型并对其进行数字化模拟,需要对排球扣球动作的三维手势进行重建系统设计。传统的基于多台Kinect的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先使用两台Kinect分别采集运动员排球扣球动作二维手势图像的点云数据,通过标定得到两台Kinect采集到的排球扣球动作二维手势图像姿态关系;然后基于标定结果,使用迭代最近点算法对两部分排球扣球动作三维手势图像的点云数据进行配准得到完整的排球扣球动作三维模型。存在重建成本高,噪声干扰严重导致重建系统失真严重的问题。为了降低噪声干扰,提高重建精确度,降低成本,提出一种基于立体视觉的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先通过传感器或摄像机等设备获取排球扣球动作二维手势图像,并对其进行平滑去噪;然后采用基于2D平面标靶的标定原理,建立摄像机成像的排球扣球动作三维手势图像几何模型并获得其参数;最后利用双目立体视觉算法实现对排球扣球动作三维手势图像的特征提取与匹配,完成三维手势重建。实验结果分析证明,所提方法可以提高排球扣球动作三维手势重建效率,提高重建精确度,降低噪声影响,具有更加广泛的使用价值。     

形态梯度重构的标记分水岭高光谱影像分割

传统分水岭算法通常对梯度图像做无标记分割,其结果是容易造成过度分割。为了克服过分割的缺陷,进而应用于复杂的高光谱遥感图像分割,结合形态学预处理方法,在对图像实施平滑处理的同时,利用形态学开闭重构技术对梯度图像进行重建,在此基础上对高光谱遥感梯度重建图像进行标记分水岭分割。实验证明,这种处理技术对高光谱遥感图像的分割效果良好,能够满足高光谱遥感图像分类与信息提取的需要。     

采用稀疏表示和小波变换的超分辨率重建算法

为了提高超分辨率重建图像的质量,提出一种基于稀疏表示和小波变换的超分辨率重建算法.首先,将小波变换的多尺度性、多方向性与稀疏表示的灵活性相结合,构建一种双稀疏编码(DSC)模型,提高稀疏系数的精度.然后,在双稀疏编码模型中引入局部线性嵌入正则化项(LLER),以更好地保留图像的结构;在重建过程中,对输入的低分辨率图像进行小波分解,得到3幅不同方向的高频子图,并采用提出的模型对其进行重建.最后,利用逆小波得到最终的高分辨率图像.实验结果表明:与多种主流的超分辨率算法相比,文中算法无论在主观视觉效果还是在峰值信噪比和结构相似度两个客观评价指标上,都取得了更好的效果.     

基于生成对抗网络与噪声分布的图像超分辨率重建方法

现有的图像超分辨率重建方法都较少考虑真实低分辨率图像中包含的噪声信息,因此会影响图像的重建质量.受真实图像去噪算法的启发,本文引入一个噪声分布收集网络来收集低分辨率图像的噪声分布信息,并采用生成对抗网络的模型设计,提高含噪声图像的重建质量.噪声分布信息会分别输入到超分辨率重建网络和判别网络,在重建过程中去除噪声的同时保证有用高频信息的恢复,另外由于判别网络的能力对整个模型的性能有着重要影响,选择使用 U-Net 网络来获得更好的梯度信息反馈.与经典图像超分辨率重建算法的对比以及消融实验表明,使用噪声收集网络和 U-Net 判别网络后,本文模型在噪声低分辨率图像重建任务中获得了更好的性能.     

基于GAN的图像超分辨率重建算法研究

SRGAN是一种基于生成对抗网络的超分辨重建方法,其生成的高分辨率图像质量较传统方法有着明显提升,然而SRGAN存在着训练过程不稳定,图像浅层特征未充分使用等问题,很大程度上影响到了生成图像的质量。本文提出了一种特征增强改进的SRGAN模型,该模型使用信息蒸馏块进行特征纹理信息的增强,并消除图像特征中的冗余信息。此外,使用相对平均鉴别器替代原始SRGAN中的二分类鉴别器,保证了GAN网络训练的稳定性。本文基于4倍放大因子的超分辨重建任务,在BSD100数据集上进行实验结果的质化评价和量化评价。实验表明,本文方法较之SRGAN在训练过程中具有更好的稳定性,生成的图像具有更清晰的细节纹理,取得了更佳的图像超分辨率重建效果。     

计算机浮雕化处理在动漫图像特效中的应用

为了满足动漫图像的特效制作效果需求,提出了一种基于二维平面图像的计算机浮雕化处理算法.整个算法分为3个关键步骤:(1)依据积分不变量推导每个像素的景深信息,(2)依据梯度压缩和最小二乘法完成景深信息重建,(3)执行高斯双步迭代完成每一个浮雕细节特征的呈现.以柯楠和花仙子两幅动漫图像为实验对像展开实验研究,实验结果表明:该文浮雕化处理算法可以获得逼真的浮雕效果,并在细节特征处有清晰的呈现.同时,该文算法的执行速度也非常快.     

基于分割Bregman迭代的内-外置电极电容层析成像

针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题的病态性和不适定性,提出了一种基于分割布雷格曼迭代(split Bregman iteration,SBI)的图像重构算法。在目标函数中引入基于参考图像的正则化、低阶约束和空间约束,从而提高成像质量和空间分辨率。对内-外置电极的ECT敏感场内环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与Tlkhonov正则化算法和Landweber迭代算法相比,基于布雷格曼迭代的图像重建算法具有较好的空间分辨率,图像误差降低至0. 162 1,图像相关系数提升至0. 874 4,图像重建的精度和质量较高,说明了该算法在ECT图像重建领域的可行性和有效性。