传统的从明暗恢复形状(Shape from Shading,SFS)技术通常假定物体表面为Lambert表面,然而对于实际的物体表面来说,上述简化造成了重构结果误差较大。近年来,许多学者开始关注于非Lambert表面下的SFS技术的研究。结合作者自身的研究,从...传统的从明暗恢复形状(Shape from Shading,SFS)技术通常假定物体表面为Lambert表面,然而对于实际的物体表面来说,上述简化造成了重构结果误差较大。近年来,许多学者开始关注于非Lambert表面下的SFS技术的研究。结合作者自身的研究,从成像过程建模、图像辐照度方程的建立及求解数值算法出发,介绍了非Lam-bert表面从明暗恢复形状技术的研究进展。首先,简要介绍了非Lambert表面下典型的SFS技术;其次,以Oren-Nayer模型为例详细说明了非Lambert表面SFS方法的关键技术;最后,对非Lambert表面SFS技术的发展趋势进行了探讨。展开更多
针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种基于透视投影的从混合表面的明暗变化恢复形状的新算法。首先,建立了一种改进的Ward反射模型来描述混合表面的反射特性,其次,采用更接近摄像机实际拍摄的透视投影方式,并...针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种基于透视投影的从混合表面的明暗变化恢复形状的新算法。首先,建立了一种改进的Ward反射模型来描述混合表面的反射特性,其次,采用更接近摄像机实际拍摄的透视投影方式,并且假定光源位于摄像机的光心处,构造了新模型下的图像辐照度方程,然后将该方程转化为包含物体表面深度信息的Hamilton-Jacobi偏微分方程,使用Fixed-point Iterative Sweeping方法和2D Central Hamiltonian函数逼近该微分方程的黏性解,进而得到物体表面的三维形状。与同类算法相比,新算法恢复的结果更加准确有效。合成花瓶图像的实验结果表明,与基于正交投影的算法相比,新算法恢复三维形状高度的平均误差和均方根误差均有较大幅度减少。展开更多
一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型...一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型进行最优拟合,其次,引入亮度误差修正因子,改进从明暗恢复形状算法并迭代地形,保证其快速稳定的收敛,最终通过循环迭代获取了海底底质参数和精度更高、与真实地形起伏相关性更强的地形深度值。同时,利用Jackson海底散射模型,模拟测深侧扫声纳信号的发射接收过程,并利用其回波数据,验证本迭代算法的正确性和有效性。结果表明:该方法可以有效地修正地形,且接收信噪比越高,地形修正效果越好;在信噪比为20 d B时,相比于原始测深结果,修正后地形起伏相关系数提升52. 4%,地形误差绝对值降低37%。最后,将该算法应用于测深侧扫声纳数据,通过修正前后地形图的对比分析,验证了本算法的可行性和有效性。展开更多
目前采用的从明暗恢复形状(shape from shading,SFS)法存在对物体表面光滑度要求高,对噪声敏感等问题,为此,提出了一种基于数学形态学的SFS法,通过数学形态学提取图像灰度函数的峰、谷、脊、沟,鞍等形状特征,并采用球状点假设法确定物...目前采用的从明暗恢复形状(shape from shading,SFS)法存在对物体表面光滑度要求高,对噪声敏感等问题,为此,提出了一种基于数学形态学的SFS法,通过数学形态学提取图像灰度函数的峰、谷、脊、沟,鞍等形状特征,并采用球状点假设法确定物体的表面方向,恢复物体三维表面。实验表明,该方法具有更好的精度和抗噪性能。展开更多
将基于shape from shading的三维表面重建算法应用于CAD。首先由实物表面成像模型建立基于朗伯反射模型的反射图方程;然后使用有限差分法将表面梯度离散近似,得到关于实物表面的函数方程式,利用Netwon-Raphson迭代方法求解,获得重建表...将基于shape from shading的三维表面重建算法应用于CAD。首先由实物表面成像模型建立基于朗伯反射模型的反射图方程;然后使用有限差分法将表面梯度离散近似,得到关于实物表面的函数方程式,利用Netwon-Raphson迭代方法求解,获得重建表面的高度函数值,重建结果符合产品模型数据转换标准,实现在CAD系统中交换;最后通过实物表面图像恢复三维表面形状,验证本算法和重建系统的可行性。展开更多
利用从明暗恢复形状(Shape From Shading,SFS)方法对磨料水射流侵彻铝合金孔缘形貌进行三维重构,并通过构建综合反映孔缘粗糙度分布整体性、离散性、对称性及集中性的系统评价指标,探讨了磨料水射流主要水力参数对铝合金孔缘形貌的多维...利用从明暗恢复形状(Shape From Shading,SFS)方法对磨料水射流侵彻铝合金孔缘形貌进行三维重构,并通过构建综合反映孔缘粗糙度分布整体性、离散性、对称性及集中性的系统评价指标,探讨了磨料水射流主要水力参数对铝合金孔缘形貌的多维影响特征。在试验所限定的参数范围内,揭示了孔缘粗糙度算术平均偏差Ra、轮廓均方根偏差Rq、偏度系数Rs及峰度系数Rt随水力参数的变化规律;得到了水力参数对孔缘形貌特征的综合影响性排序:靶距h>射流直径d>泵压p>磨料质量流量l;建立了孔缘形貌特征评价指标与水力参数的函数关系以及孔缘形貌特征评价指标的综合模型。展开更多
文摘传统的从明暗恢复形状(Shape from Shading,SFS)技术通常假定物体表面为Lambert表面,然而对于实际的物体表面来说,上述简化造成了重构结果误差较大。近年来,许多学者开始关注于非Lambert表面下的SFS技术的研究。结合作者自身的研究,从成像过程建模、图像辐照度方程的建立及求解数值算法出发,介绍了非Lam-bert表面从明暗恢复形状技术的研究进展。首先,简要介绍了非Lambert表面下典型的SFS技术;其次,以Oren-Nayer模型为例详细说明了非Lambert表面SFS方法的关键技术;最后,对非Lambert表面SFS技术的发展趋势进行了探讨。
文摘针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种基于透视投影的从混合表面的明暗变化恢复形状的新算法。首先,建立了一种改进的Ward反射模型来描述混合表面的反射特性,其次,采用更接近摄像机实际拍摄的透视投影方式,并且假定光源位于摄像机的光心处,构造了新模型下的图像辐照度方程,然后将该方程转化为包含物体表面深度信息的Hamilton-Jacobi偏微分方程,使用Fixed-point Iterative Sweeping方法和2D Central Hamiltonian函数逼近该微分方程的黏性解,进而得到物体表面的三维形状。与同类算法相比,新算法恢复的结果更加准确有效。合成花瓶图像的实验结果表明,与基于正交投影的算法相比,新算法恢复三维形状高度的平均误差和均方根误差均有较大幅度减少。
文摘一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型进行最优拟合,其次,引入亮度误差修正因子,改进从明暗恢复形状算法并迭代地形,保证其快速稳定的收敛,最终通过循环迭代获取了海底底质参数和精度更高、与真实地形起伏相关性更强的地形深度值。同时,利用Jackson海底散射模型,模拟测深侧扫声纳信号的发射接收过程,并利用其回波数据,验证本迭代算法的正确性和有效性。结果表明:该方法可以有效地修正地形,且接收信噪比越高,地形修正效果越好;在信噪比为20 d B时,相比于原始测深结果,修正后地形起伏相关系数提升52. 4%,地形误差绝对值降低37%。最后,将该算法应用于测深侧扫声纳数据,通过修正前后地形图的对比分析,验证了本算法的可行性和有效性。
文摘目前采用的从明暗恢复形状(shape from shading,SFS)法存在对物体表面光滑度要求高,对噪声敏感等问题,为此,提出了一种基于数学形态学的SFS法,通过数学形态学提取图像灰度函数的峰、谷、脊、沟,鞍等形状特征,并采用球状点假设法确定物体的表面方向,恢复物体三维表面。实验表明,该方法具有更好的精度和抗噪性能。
文摘将基于shape from shading的三维表面重建算法应用于CAD。首先由实物表面成像模型建立基于朗伯反射模型的反射图方程;然后使用有限差分法将表面梯度离散近似,得到关于实物表面的函数方程式,利用Netwon-Raphson迭代方法求解,获得重建表面的高度函数值,重建结果符合产品模型数据转换标准,实现在CAD系统中交换;最后通过实物表面图像恢复三维表面形状,验证本算法和重建系统的可行性。
文摘利用从明暗恢复形状(Shape From Shading,SFS)方法对磨料水射流侵彻铝合金孔缘形貌进行三维重构,并通过构建综合反映孔缘粗糙度分布整体性、离散性、对称性及集中性的系统评价指标,探讨了磨料水射流主要水力参数对铝合金孔缘形貌的多维影响特征。在试验所限定的参数范围内,揭示了孔缘粗糙度算术平均偏差Ra、轮廓均方根偏差Rq、偏度系数Rs及峰度系数Rt随水力参数的变化规律;得到了水力参数对孔缘形貌特征的综合影响性排序:靶距h>射流直径d>泵压p>磨料质量流量l;建立了孔缘形貌特征评价指标与水力参数的函数关系以及孔缘形貌特征评价指标的综合模型。
