三维交互场景中基于图像的实时阴影渲染与反走样技术

阴影是增强三维场景真实感的重要手段.首先对三维场景中的阴影进行分类并分析其具体要求,考虑到满足虚拟场景的交互性,针对静态阴影,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙生成光照图方法分别实现了地形和地物阴影;针对动态阴影,采用光源空间透视阴影图技术进行实时渲染.对基于图像渲染阴影存在的边缘走样问题进行了分析,讨论了投影参数对反走样的影响,并验证其效果.实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感.     

引导滤波与视觉感知结合的自然场景轮廓提取

为更好地解决复杂背景下非结构化自然场景对象的轮廓提取问题,提出了一种引导滤波与视觉感知机制相结合的方法。通过改进的加权引导滤波方法对输入图像进行预处理,在去除图像中噪声的同时,保留和突出图像中物体的轮廓信息;之后采用基于非经典感受野视觉机制的背景抑制和轮廓增强算法进行处理。给出了完整的处理流程,阐述了各部分算法的实现步骤。通过最后定性和定量的实验对比,所提出的算法在效果上优于以往的同类算法,为进一步自然场景轮廓提取的实用化改进和视觉感受野仿生图像处理提供了一种思路。     

一种基于复杂地物背景图像的目标识别方法

为解决复杂地物背景目标识别问题,提出一种基于复杂自然场景图像的目标识别方法。首先,进行多视点多尺度目标动态特征描述和目标轮廓特性视图制备;然后,采用灰度级顶帽形态学重构运算对输入图像进行处理,对处理后的图像进行分割,获得感兴趣区;最后,通过感兴趣区轮廓提取和基于Hausdorff距离匹配识别目标。实验结果表明,提出的方法能有效地从复杂自然场景中识别出目标。     

一种改进的光源空间透视阴影图算法及其实现

阴影对于虚拟环境真实感也有着重要的影响.阴影图算法具有良好的灵活性和性能优势,非常适合在实时虚拟环境生成中应用.基于光源空间透视阴影图算法给出了一种更精确的潜在遮挡物凸包体的计算方法,提出了一个更优化的光源空间透视变换参数计算方法,并对原算法中没有涉及的投射走样问题进行了讨论.最后给出了一种可以较好的模拟出软阴影效果的方法.     

自然场景的高真实感雾天退化图像仿真

自然场景的天气图像仿真是图形图像和计算机仿真领域中的一个重要的研究课题。首先,以自然场景的雾天图像仿真作为研究对象,深入探讨了天气导致图像退化的物理机制,提出了一种基于成像设备特性的大气点扩散函数。其次,由于场景深度是大气点扩散函数中的一个重要参数,将基于单幅图像的场景深度重建算法应用于此项研究中最后,提出了雾天图像合成的后处理算法,实现了高真实感的自然场景雾天图像仿真。仿真实验的结果证明了本算法的有效性。     

基于局部二元图的视频对象阴影检测方法

针对在视频对象分割时,运动投影常被误分为视频对象,给出一种新的视频阴影检测方法,该算法基于在灰度图像中阴影区域和背景相应位置具有相同纹理这一事实,其中利用自适应高斯混合模型进行背景建模,利用局部二元图(local binary patterns,LBP)来表征纹理。首先,进行基于自适应高斯混合模型的背景提取,获得包含运动投影的前景分割,分割时加入了LBP纹理相似性判断,减少了分割出的目标内的孔洞提高了分割的精确度。然后利用阴影区域和已获取背景相应位置的LBP纹理相似性,可较好的对视频阴影进行检测。通过实验,获得了不错的阴影检测实验结果,可较好地应用于运动目标检测分割及跟踪等领域。     

前视红外地面待机目标轮廓提取方法

针对前视红外成像制导中地面待机目标的轮廓提取问题,提出一种新的多目标轮廓提取方法。首先利用相对定位分割技术,将待机目标区域从复杂地面背景中分离出来,然后采用灰度阈值法初步检测目标数量和方位,再通过边缘点聚类分割算法将多目标边缘图像进行分割,最后基于距离差分最小提取目标轮廓。实验结果表明,针对复杂地面场景,该方法可以实现对不同数量、不同类型、不同尺寸地面待机目标的外轮廓提取。基本满足前视红外成像制导对轮廓提取算法实时性好、轮廓完整度高、抗干扰能力强等要求。     

辅助自动着陆技术

对提出的基于机器视觉辅助的无人驾驶飞机自动着陆的导航方法进行了误差分析.系统传感器是安装在光电跟踪平台上的双目摄像机,用以得到无人驾驶飞机的位置信息.图像处理部分主要使用了图像的模版匹配、轮廓提取、角点检测等处理方法,从图像中获得特征区域的中心,利用解析几何的知识求解出无人机进场着陆段的位置参数.通过仿真试验,对文中所提出的图像处理方法的引导精度进行了误差分析,证明了算法的可行性.     

序列医学图像三维分割的一种方法

介绍了一种Live Wire和轮廓插值算法相结合的序列医学图像分割算法，在这个算法中又借鉴了活动轮廓模型方法的思想，使得这三种算法有机的结合在一起。并对传统的轮廓插值算法和-Live Wire进行了改进，结合活动轮廓模型方法的思想在重建的轮廓中根据实际图像的局部特征进行了自动收缩。实验表明这种算法能快速准确的从序列医学图像中分割出感兴趣的物体。     

无人机自主着陆地标实时检测方法

在基于计算机视觉的无人机自主着陆过程中,地标的设计与检测是关键问题。提出了一种快速轮廓角点检测算法,并设计了一种新型嵌套三角形图案作为无人机自主着陆地标。首先,利用Suzuki-Abe算法提取的背景及目标的整体轮廓信息,进行目标嵌套轮廓提取;其次,通过改进Douglas-Peucker拟合算法来检测轮廓角点。由于优化了角点个数及最远距离两点的寻找方法,在很大程度上减少了计算时间且降低了复杂度。实验结果表明,在距离地标较远、地标部分信息缺失的情况下,该算法准确快速,适合于无人机自主着陆过程位置实时检测。     

基于Monte-Carlo辐射模型的水下光场绘制技术研究

过去的几十年中人们提出许多处理光照及阴影的方法,但这些常规方法大都致力于生成空气介质中真实感的三维动画,而对传统的水下光场及光影的动态效果建模问题研究较少。给出一个水下光场及流动光影效果的计算机模型。该模型从海洋水体的光传输物理特性,然后根据该特性给出Monte-Carlo模型,通过研究风海波下光的干涉现象及漫射现象,建立水下光场的二三维可视化模型,基于改进的全局光照及辐射度模型实时计算出阴影的流动效果。此外,还给出了生成三维水下光场及动态光影的方法及相应的游戏动画图例。     

基于天基发射源的SISAR全息信号表示及其成像方法

针对地基双基地前向散射栅栏雷达只能探测低空飞行器且侧影轮廓像不能直接表现目标侧影等问题,提出利用天基发射源组成天基阴影逆合成孔径雷达（shadow inverse synthetic aperture radar, SISAR）,分析了天基SISAR在探测高度、探测效果及成像上的优势。在地基SISAR侧影成像原理的基础上,重新定义了坐标系统,推导了天基SISAR下目标全息信号的公式。分析其成像原理,提出在小衍射角条件下,目标顶部轮廓与目标全息信号之间实际上是经过幅度压缩后的傅里叶变换关系。仿真实验证明了目标顶部轮廓与目标全息信号关系的正确性。     

增强现实系统中自适应光照调节技术研究

增强现实系统中要解决的关键问题之一是光照一致性,它是确保虚拟物体表面光照效果真实感,使其能和真实环境很好的融合的关键.系统中必须配合真实光源的情况,在虚拟物体上制作出明暗、反射、阴影等光照效果.通过对光照一致性问题以及由光照引起的相关问题的研究,引出了光照模型理论,推导了基于镜面反射的光照检测方法,研发了一个自适应的光照调节系统,较好解决了虚实场景的光照一致性,并且成功地将自适应的光照调节系统应用在基于投影的AR系统中,得到了良好的视觉效果.     

基于Kinect的皮影动作实时匹配研究

皮影文化传承中由于受众老龄化和传承断代化使得皮影文化逐渐面临没落,基于Kinect实现皮影动作实时匹配能够为传统皮影文化注入新的活力。根据皮影特点构建关节点皮影模型,实现了皮影的静态数字化。基于Kinect获取人体深度图像,通过分割遮罩和机器学习获取人体骨骼点坐标,生成人体骨架。对关节点皮影模型进行骨骼绑定与权重设置,将Kinect采集到的人体数据绑定到皮影上。通过骨骼树的遍历和动作匹配算法完成坐标映射,实现人体与皮影动作的实时匹配,从而完成皮影的动态表演数字化。     

基于八叉树优化的MoM-PO/PTD混合算法分析目标电磁散射及辐射问题

在综合利用矩量法(method of moments, MoM)和物理光学(physical optics, PO)方法的过程中, 要精准识别和划分PO位置处于点光源照射情况下的暗区和亮区。传统的识别划分手段的时间复杂度为O(N²), 当面片数量N增多时, 所需的时间呈现出急剧增长的趋势。文中应用八叉树和后向追踪算法, 对PO亮区判断过程进行加速, 可将时间复杂度由N²降为NlgN。由于计算PO区域电流时没有考虑边缘绕射造成的影响, 导致计算误差较大。鉴于此, 本文在计算过程中引入物理绕射理论对混合算法加以改进, 并通过与FEKO中的MoM相比较, 说明了修正后的混合算法能够有效提升计算精度。     

基于背景差的码头运动船只检测

通过背景差法对码头视频图像中的运动船只检测。采用混合高斯模型为码头背景建模,该模型可克服各种外部因素的影响,如光照变化、阴影、目标遮挡等,具有很强的适应能力。对采用全局固定阈值进行运动目标分割的方法作了优化,并对运动船只目标进行分割。经现场测试,能有效地监测运动船只、记录异常事件以及视频图像的提取和过滤,提高了码头监管的质量和效率,可广泛应用于码头无人监控。     

利用数字滤波技术的多视角分集数字图象重建

微波衍射层析是从多视角的微波衍射场值中推出介质体内部结构之分布,该方法对介质体内的折射指数之变化非常敏感,因而可用于测量介质体的介电参数之变化和生物医学上软组织之成象。在满足一定的条件下该方法成象最佳分辨率是照射波的波长之半。实际上很难达到这样高的分辨率,现有两种措施来提高成象的分辨率:一是微波层析,用多视角测量数据反演成的数字图象进行线性组合;二是用数字滤波技术和滤波逆传播算法来提高图象重建的质量。本文最后为证实上述方法的可行性,建立起X波段微波成象测量系统,并得到空气中介质体的实验结果。     

我国影子银行的风险传导渠道及监管对策研究

近年来影子银行的快速发展有利于促进经济社会的发展,但同时也对金融市场的稳定性带来了不同程度的风险.深入研究影子银行的风险传导机制,提出适当的监管对策,适时化解风险,具有重要的现实意义.基于有向无环图(directed acyclic graph,DAG)的结构向量自回归模型(structural vector autoregression,SVAR)及脉冲响应,本文对影子银行与商业银行、货币供给、证券/债券市场、房地产、宏观经济之间的风险动态传导进行了合理测度,从货币政策、资产价格和实体经济三种传递渠道,深入探讨了影子银行的风险传递.研究结果表明,无论短期还是长期行为,影子银行的风险主要受到货币政策渠道的影响,它可在一定程度上放大货币政策的传导效应,且当商业银行受到一定的风险冲击时,影子银行遭受风险的概率也相应增加.从短期行为分析,影子银行的风险会通过汇率向实体经济进行传递,而在长期方面,影子银行的风险则会通过资产价格渠道传染到债券市场.