基于深度估计置信度的聚焦形貌恢复

1

作者 史艳琼 查昭 +2 位作者 张文亮 戴尔愉 陈中 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期233-241,共9页

聚焦形貌恢复是非接触式三维重建领域中的重要技术手段。由于环境的影响和相机本身的限制,图像采集过程中会不可避免地产生噪声信息,影响重建精度。针对该问题,提出一种高精度、抗噪声的聚焦形貌恢复算法。使用聚焦评价函数对离焦序列... 聚焦形貌恢复是非接触式三维重建领域中的重要技术手段。由于环境的影响和相机本身的限制,图像采集过程中会不可避免地产生噪声信息,影响重建精度。针对该问题,提出一种高精度、抗噪声的聚焦形貌恢复算法。使用聚焦评价函数对离焦序列图像进行评价,得到聚焦评价序列图像,并使用高斯拟合峰值法定位像素聚焦位置获得初始深度图。在此基础上,通过像素的聚焦评价曲线与灰度曲线之间的相似度衡量深度估计置信度,生成初始深度图的置信图,并将置信图作为引导图对初始深度图进行引导滤波,得到优化后的深度图。使用多组仿真离焦序列图像与真实显微离焦序列图像对所提方法进行性能验证,实验结果表明:所提方法在仿真与真实离焦序列中均能表现出优良的三维重建效果,在真实数据实验中,所提方法的所有指标均优于基于深度图优化的方法,与传统方法相比均方根误差分别降低64.8%和47.3%以上,相关系数分别提高2.18%和6.35%以上,具有更高的精度和更强的抗噪性,能有效提高聚焦形貌恢复精度。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 三维重建 相似度 置信度 深度图 引导滤波

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基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统 被引量：1

2

作者 李宁 丁华 王义亮 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期100-103,共4页

针对现有截齿磨损测量方法存在过程繁琐、精度低和成本高等问题,设计了一种基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统。该系统利用聚焦形貌恢复技术对采集的截齿顶部圆锥序列图像进行处理,获得截齿顶部圆锥三维形貌恢复图,在此基础上得... 针对现有截齿磨损测量方法存在过程繁琐、精度低和成本高等问题,设计了一种基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统。该系统利用聚焦形貌恢复技术对采集的截齿顶部圆锥序列图像进行处理,获得截齿顶部圆锥三维形貌恢复图,在此基础上得到截齿顶部圆锥表面的深度信息,从而计算出截齿顶部圆锥体积,并结合差值法得出截齿磨损体积。测试结果表明,该系统测量精确度达97.68%。 展开更多

关键词 煤炭开采 截齿磨损 磨损体积测量 聚焦形貌恢复 三维形貌恢复

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基于零相位滤波的聚焦形貌恢复技术 被引量：7

3

作者 胡涛 刘国栋 浦昭邦 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期145-150,共6页

在聚焦形貌恢复技术中,为获取更好的恢复精度,提出了一种高精度的聚焦形貌恢复算法,该方法用零相位滤波器对窗口序列图像的评价函数值进行滤波,在消除干扰的同时,保持各空间数据点的位置不变。设计了基于切比雪夫Ⅱ滤波器的零相位滤波器... 在聚焦形貌恢复技术中,为获取更好的恢复精度,提出了一种高精度的聚焦形貌恢复算法,该方法用零相位滤波器对窗口序列图像的评价函数值进行滤波,在消除干扰的同时,保持各空间数据点的位置不变。设计了基于切比雪夫Ⅱ滤波器的零相位滤波器;利用二次曲线的最小二乘拟合峰值位置作为窗口序列的聚焦位置,进一步提高了峰值定位精度;采用三次曲面对各个窗口序列的拟合峰值位置进行插值,进而得到被测物的全部深度信息。实验表明,本文方法的恢复平滑性和精度优于传统方法。 展开更多

关键词 聚焦 形貌恢复 相位滤波

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基于扩散的聚焦形貌恢复算法 被引量：3

4

作者 康宇 陈念年 +2 位作者 范勇 王利 杨维 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期259-265,共7页

针对聚焦形貌恢复技术在测量运行时对上位机内存需求量大的缺陷,提出一种聚焦形貌恢复算法。该算法基于聚焦评价曲线的区间特性及连续表面约束,运用传统方法初始化扩散区域,利用已扩散区域的深度信息猜测扩散点的深度,并在搜索半径内重... 针对聚焦形貌恢复技术在测量运行时对上位机内存需求量大的缺陷,提出一种聚焦形貌恢复算法。该算法基于聚焦评价曲线的区间特性及连续表面约束,运用传统方法初始化扩散区域,利用已扩散区域的深度信息猜测扩散点的深度,并在搜索半径内重新搜索确认扩散点的深度,得到更加精确的深度值。实验结果表明,与传统方法相比,该算法在保证精度的同时,上位机内存使用率平均降低9.6%。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 聚焦评价曲线 扩散 区间特性 上位机内存

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贝塞尔曲线插值下的聚焦形貌恢复 被引量：6

5

作者 张明 丁华 刘建成 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第9期175-177,181,共4页

聚焦形貌恢复性能提升的关键在于噪声序列图像的预处理以及初始深度值的连续化处理。通过对图像噪声类型识别理论及逼近技术的深入研究分析,实现了一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从含噪图像灰度直方图分布特性入手,在对序列图像... 聚焦形貌恢复性能提升的关键在于噪声序列图像的预处理以及初始深度值的连续化处理。通过对图像噪声类型识别理论及逼近技术的深入研究分析,实现了一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从含噪图像灰度直方图分布特性入手,在对序列图像未知噪声进行初步判断后,决定采用中值滤波进行图像预处理以减少噪声干扰;根据聚焦评价函数曲线特性,利用参数化的三次贝塞尔-伯因斯坦多项式对初始深度值进行插值处理,通过最值搜索方法得到插值曲线的峰值位置,进而实现深度值的精确估计。对不同表面特征,不同材质的实体对象进行形貌恢复实验,结果表明提出的方法兼具恢复的高精度性及有效性。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 灰度直方图 中值滤波 贝赛尔曲线 深度值

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零相位滤波与最小二乘拟合下的聚焦形貌恢复 被引量：2

6

作者 张明 丁华 刘建成 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第2期1-4,共4页

为提升形貌恢复精度,提出一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从序列图像的预处理以及深度值连续化处理角度入手,将零相位滤波与最小二乘拟合法相结合。自行设计了基于巴特沃斯低通的零相位滤波器用以聚焦评价函数曲线的滤波处理,在... 为提升形貌恢复精度,提出一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从序列图像的预处理以及深度值连续化处理角度入手,将零相位滤波与最小二乘拟合法相结合。自行设计了基于巴特沃斯低通的零相位滤波器用以聚焦评价函数曲线的滤波处理,在消除噪声干扰的同时,保持各空间数据点位置不变;根据聚焦评价函数曲线特性,利用基于高斯函数的最小二乘拟合峰值法获取窗口序列的聚焦位置,进一步提高了峰值定位精度;为得到更为连续化的被测物深度信息,采用三次B样条曲面对各个像素点的初始深度值进行插值。实验表明,方法兼具形貌恢复的平滑性及高精度性。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 高斯曲线 聚焦评价函数 零相位滤波 最小二乘拟合

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单幅图像形貌恢复在三维数字加工中的应用

7

作者 宋丽梅 曲兴华 +1 位作者 杨燕罡 叶声华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2005年第2期57-59,共3页

仅仅根据一幅照片,就可得到照片内物体每个像素点的三维形貌数据。并可将这些三维数据应用到三维数字加工中,拓宽了数字加工的范围。

关键词 数字加工 单幅图片 形貌恢复 灰度 表面法矢 三维形貌数据

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耙地土壤表面分形特征及不同测量精度下形貌恢复研究

8

作者 李晓勤 鲁植雄 +1 位作者 姜春霞 吴俊淦 《江西农业学报》 CAS 2012年第4期84-86,90,共4页

分析了经耙地后的土壤表面的分形特征,结果表明:在不同测量精度下,分形维数与无标度区间2项分形数值特征都具有高度的一致性;拟合线性后直线截距具有显著阶梯分布的特点,表明截距能够反映测量精度信息,基于该特点,应用分数布朗插值原理... 分析了经耙地后的土壤表面的分形特征,结果表明:在不同测量精度下,分形维数与无标度区间2项分形数值特征都具有高度的一致性;拟合线性后直线截距具有显著阶梯分布的特点,表明截距能够反映测量精度信息,基于该特点,应用分数布朗插值原理,对比插值前后地貌高度数据列,统计特征中的均值、标差、偏度系数、峰度系数,拟合线性后的直线截距和分形维数都保持高度相似,实现了不同测量精度下的耙地土壤表面二维形貌恢复,可准确描述与再现耙地土壤表面的复杂特性。 展开更多

关键词 分形特征 分数布朗插值 耕作土壤 耙地 形貌恢复

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基于灰色关联度的聚焦形貌恢复 被引量：5

9

作者 杨维 范勇 +3 位作者 陈念年 李郁峰 巫玲 王利 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期613-618,共6页

针对目前鲜有聚焦评价函数能同时满足聚焦形貌恢复多个性能指标的问题,从邻域像素的灰度级差异性入手,提出基于灰色关联度的聚焦评价函数,并用于恢复表面形貌。采集部分聚焦序列图像,计算图像序列每一个像素点的聚焦评价值,最后重构表... 针对目前鲜有聚焦评价函数能同时满足聚焦形貌恢复多个性能指标的问题,从邻域像素的灰度级差异性入手,提出基于灰色关联度的聚焦评价函数,并用于恢复表面形貌。采集部分聚焦序列图像,计算图像序列每一个像素点的聚焦评价值,最后重构表面形貌和全聚焦图像。实验表明,提出的算法能够恢复低纹理物体的形貌,精度较高,且具有较好的时间效率,可用于实际测量。 展开更多

关键词 聚焦评价 聚焦形貌恢复 灰色关联度 表面形貌

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基于图像区域像素重构的聚焦形貌恢复 被引量：5

10

作者 赵洪盛 丁华 刘建成 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期233-239,244,共8页

为提高三维形貌图像的恢复精度,提出一种基于最大最小算子与区域像素重构的聚焦形貌恢复方法。利用最大最小算子判定图像序列中的噪声像素点,并采用中值滤波方法消除图像噪声。对图像序列进行区域像素重构,根据重构图像相邻像素的灰度... 为提高三维形貌图像的恢复精度,提出一种基于最大最小算子与区域像素重构的聚焦形貌恢复方法。利用最大最小算子判定图像序列中的噪声像素点,并采用中值滤波方法消除图像噪声。对图像序列进行区域像素重构,根据重构图像相邻像素的灰度差值设计聚焦评价函数,确定区域聚焦等级,实现聚焦形貌恢复。实验结果表明,该方法恢复的三维形貌图像精度优于传统形貌恢复方法,并对含噪图像具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 图像噪声 最大最小算子 区域像素重构 聚焦评价函数

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基于结构相似指数的聚焦形貌恢复

11

作者 何旋 古乐野 陈蔓 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第A01期187-190,193,共5页

针对目前大部分聚焦形貌恢复算法对边缘部位恢复效果欠佳的问题,从全局入手,考虑空间连续性约束,提出一种新的基于结构相似指数的聚焦形貌恢复算法。根据已有的部分聚焦的图像序列,得到一幅全聚焦图像,然后优化一个基于结构相似指数、... 针对目前大部分聚焦形貌恢复算法对边缘部位恢复效果欠佳的问题,从全局入手,考虑空间连续性约束,提出一种新的基于结构相似指数的聚焦形貌恢复算法。根据已有的部分聚焦的图像序列,得到一幅全聚焦图像,然后优化一个基于结构相似指数、全聚焦图像和空间连续性的损失函数,最终重构表面形貌。实验表明,提出的算法能够较好地反映物体的表面形貌信息,对于边缘区域的重构效果较好。 展开更多

关键词 聚焦形貌恢复 结构相似指数 空间连续性 全聚焦图像

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聚焦形貌恢复方法模型设计（英文）

12

作者 HAMAROVA Ivana SMID Petr HORVATH Pavel 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第4期439-451,共13页

采用基于拉普拉斯算符聚焦形貌恢复方法,提出了模拟目标深度测量的数值模型。数值模拟的核心是基于通过几何光学预测的理想图像的卷积与透镜广义孔径函数的多色点扩散函数,即用聚焦误差替代抛物线圆柱形貌或高斯函数。该模型可以使用基... 采用基于拉普拉斯算符聚焦形貌恢复方法,提出了模拟目标深度测量的数值模型。数值模拟的核心是基于通过几何光学预测的理想图像的卷积与透镜广义孔径函数的多色点扩散函数,即用聚焦误差替代抛物线圆柱形貌或高斯函数。该模型可以使用基于聚焦形貌恢复方法的传感器真实组件参数、光源光谱、光学系统离差、相机的光谱灵敏度。提出了光学系统离差(消球差、消色差、色差)对确定目标表面形貌的精确度和可靠性的影响。结果表明,该模型可以有效提高实验效率,缩短时滞,降低成本。 展开更多

关键词 模拟模型 三维目标散焦 聚焦形貌恢复方法 点扩散函数

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基于虚拟仪器的三维视觉检测系统设计 被引量：1

13

作者 彭明仔 王宇华 +1 位作者 马平 丘永亮 《工具技术》 北大核心 2007年第6期112-115,共4页

把计算机视觉领域中的明暗恢复形状(Shape From Shading,简称SFS)技术应用于工业产品的三维视觉检测,利用单幅产品图像的明暗灰度变化来得到物体表面形状信息,并采用全面像素不确定度进行检测分析。该检测系统采用Lab VIEW及其视觉开发... 把计算机视觉领域中的明暗恢复形状(Shape From Shading,简称SFS)技术应用于工业产品的三维视觉检测,利用单幅产品图像的明暗灰度变化来得到物体表面形状信息,并采用全面像素不确定度进行检测分析。该检测系统采用Lab VIEW及其视觉开发工具来实现,可广泛应用于工业自动在线三维视觉形貌检测和质量控制。 展开更多

关键词 虚拟仪器 形貌恢复 视觉检测

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基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法 被引量：11

14

作者 王建华 杨延西 马晨 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2915-2923,共9页

条纹图存在噪声干扰时,将二维小波变换系数模的最大值作为小波脊,会产生较大误差。针对这一问题,提出了基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法。首先,提取二维小波变换系数模的最大值点,并将最大值90%的局部极值点提取出来,共同作... 条纹图存在噪声干扰时,将二维小波变换系数模的最大值作为小波脊,会产生较大误差。针对这一问题,提出了基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法。首先,提取二维小波变换系数模的最大值点,并将最大值90%的局部极值点提取出来,共同作为小波脊候选点;其次,在模上引入尺度因子的梯度,建立价值函数进而评估所有候选点的价值,利用对数Logistic模型进行权值调整改进,从而得到更加合理的价值估计;最后,使用动态规划思想准确找出最优的小波脊线,提取脊线处的相位即可得到包裹相位。其优势在于能准确解调信噪比较低的条纹图案,抗噪性能优于直接最大模的小波脊提取;并且只需投影一幅条纹图案即可重建物体形貌,可用于恶劣环境下的动态三维测量。计算机仿真和实验结果表明,对于含有噪声污染的条纹图,所提算法相较于最大模的小波脊提取算法,三维形貌恢复精度明显提高;而相较于全部局部极值点提取,其运算时间缩短了46.9%。同时,应用不同母小波于所提方法,仿真结果表明二维Cauchy小波具有更好的方向性和更高的精度。 展开更多

关键词 二维小波变换 小波脊提取 价值函数 三维形貌恢复

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一种新的邻域搜索特征点匹配算法 被引量：2

15

作者 周杰 邱运春 黄弋钊 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期102-106,共5页

依据双目立体视觉原理结合光栅投影进行形貌恢复的方法是以被测物体表面投射光栅的相位为特征,其中特征点匹配是双目光栅投影进行形貌恢复的关键步骤.特征点匹配算法的速度和精度,直接决定了形貌恢复的速度和精度.本文主要研究双目光栅... 依据双目立体视觉原理结合光栅投影进行形貌恢复的方法是以被测物体表面投射光栅的相位为特征,其中特征点匹配是双目光栅投影进行形貌恢复的关键步骤.特征点匹配算法的速度和精度,直接决定了形貌恢复的速度和精度.本文主要研究双目光栅投影中的特征点匹配算法,提出一种利用匹配点之间邻域关系进行特征点匹配的算法.实验结果表明该方法匹配精度高,时间复杂度低,不需要知道相机内外参数即可进行匹配,并且能够处理不连通区域的匹配. 展开更多

关键词 形貌恢复 光栅投影 立体匹配 相位

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