一种适合漫反射表面从明暗恢复形状的快速算法

针对使用朗伯反射模型描述漫反射表面的形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种基于Oren-Nayar反射模型的从明暗恢复形状的快速算法(FSFS-ON).首先假定摄像机采用正交投影,其方向与光源方向一致,建立适合漫反射表面的图像辐照度方程,然后将该方程转化为包含物体深度信息的Eikonal偏微分方程,使用单调迎风Godunov Hamiltonian函数和fast marching方法逼近该微分方程的黏性解,进而得到物体表面的三维形状.合成花瓶图像的实验结果表明:与同类算法相比,FSFS-ON算法所需的CPU运行时间有较大幅度的减少;与基于朗伯反射模型的算法相比,FSFS-ON算法恢复三维形状高度的均方根误差降低了35.04%.     

透视投影下的镜面反射表面形状恢复新算法

针对含有镜面反射的表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下基于Ward模型的从明暗恢复形状的新算法.首先假设光源处在相机的光心处,并引入光强衰减距离因子,用Ward模型建立含有强镜面反射的表面反射图方程,进而由反射图方程构造透视投影下关于形状深度信息的偏微分方程,并用Lax-Friedrichs Sweeping方法和改进的非线性黏性因子求解该偏微分方程,得到表面三维形状.新算法具有准确可靠的特点,比同类算法更加稳定.对合成花瓶图像的实验表明,与基于正交投影的算法相比,新算法恢复高度的平均误差下降了13.5%.     

一种由阴影恢复物体表面形状算法

提出了一种基于Hamilton方程粘性解理论的由阴影恢复物体表面的改进算法。应用针孔相机模型建模,建立新的Hamilton偏微分方程,从而得到物体三维形状。对合成图像和实际图像的实验表明本文算法可以得到较好的从阴影恢复形状的重构效果图。     

一种由明暗恢复形状的改进变分算法

针对变分算法可能丢失表面细节信息的问题,提出了一种由明暗恢复形状的改进变分算法,使用接近实际的混合反射模型描述的反射图方程和图像梯度方程构造了新的目标泛函,由于图像梯度反映了二维图像的细节信息,新目标泛函比仅使用反射图方程的目标泛函蕴涵了更加丰富的三维形状细节信息.然后,使用变分原理求解该目标泛函,得到由明暗恢复形状的改进变分算法.所提出的算法比基本变分算法三维形状恢复的精度有显著提高.合成半球图像的实验表明,新算法在相同迭代次数时恢复三维形状的平均相对误差比基本变分算法减小了13.45%.实际复杂图像的.三维形状恢复结果表明,新算法在恢复表面三维细节时比基本变分算法更加准确.     

一种含有镜面反射由明暗恢复形状的新算法

提出了一种基于混合反射模型的由明暗恢复形状的离散算法．采用有限差分近似微分运算，将一阶非线性微分方程所描述的反射图方程转化为关于未知表面高度的代数方程，再由反射图方程和图像梯度信息构造目标方程，进而用Newton迭代算法求出该方程的数值解，得到表面三维形状．所提出的新算法具有快速准确的特点，在恢复物体的细节和边缘时，比同类算法更准确．合成半球图像的实验结果表明，与三角形面元算法相比，新算法恢复高度的平均相对误差和CPU运行时间分别减少了37．2％和20．22％．     

透视投影下的镜面反射表面形状恢复新算法

针对含有镜面反射的表面形状恢复问题，提出一种透视投影下基于Ward模型的从明暗恢复形状的新算法．首先，假设光源处在相机的光心处，并引入光强衰减距离因子，用Ward模型建立含有强镜面反射的表面反射图方程，进而由反射图方程构造透视投影下关于形状深度信息的偏微分方程，并用Lax-FriedrichsSweeping方法和改进的非线性黏性因子求解该偏微分方程，得到表面三维形状．所提出的新算法具有准确可靠的特点，比同类算法更加稳定．对合成花瓶图像的实验表明，与基于正交投影的算法相比，新算法恢复高度的平均误差下降了13．5％．     

基于图像灰度信息的三维曲面测量方法应用

提出一种由图像灰度信息恢复三维形状的自由曲面测量方法,以自然方式提取物体表面的形状信息,实现了系统间的信息集成。介绍了一种适合于自由曲面测量的改进光照模型及其参数的确定方法,给出了基于改进光照模型的由单幅灰度图像和单目多幅灰度图像的曲面重构算法,并用数字相机拍摄的实际图像对算法进行验证-结果表明该测量方法有效可行。     

用SFS法进行三维表面重建的分析和实现

为适应快速产品开发的需要,基于阴影恢复形状技术,采用SFS方法,快速、准确地获取物体表面的三维几何信息,生成图云数据。通过适当的算法对数据进行处理,获得轮廓文件切片,重构了满足精度的三维CAD模型,从而简化了反求的步骤。通过实例证明了方法的可行性。     

基于光度立体图像三维重建的起皱织物表面形态

采用不同光照条件下拍摄的多幅图像,利用光度立体技术对织物表面进行3D重建.首先根据物体表面的照度方程,引入广义逆的概念求解物体表面方向进而确定表面梯度,再运用线积分计算表面高度,结合变分和有限差分思想对所得拟合表面进行进一步的迭代和修正,获得最佳重建表面.将该算法运用到AATCC织物平整度模板图像的三维重建,可获取三维深度信息,并结合4个特征值表征织物起皱程度.     

基于各向异性信息扩散的图像修复方法

图像修复是数字图像处理的重要内容,可用于恢复图像中小的破损区域、文字去除以及目标物体隐藏.基于偏微分方程的修复模型可以利用待修复区域周围的有用信息沿等照度线自动向内扩散修复图像,在保持图像边缘的基础上同时平滑噪声,但其算法实现比较复杂,执行速度很慢,并且稳定性不好.针对这一问题采用改进方案,简化了模型,直接利用各向异性扩散方程进行图像修复.该方法获得了较好的实验结果.