基于图像建模技术研究综述与展望

基于图像建模技术是计算机图形学和计算机视觉领域共同关心的重要问题 文中侧重从计算机图形学的研究角度对基于图像建模技术进行了综述 ,介绍了近年来提出的典型的基于图像建模方法及其最新研究进展 ,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较 。

三维图像建模在古地震探槽研究中的应用

探槽揭露的地质构造信息十分珍贵,是正确认识断层活动性和古地震信息的关键资料,但是探槽本身无法长久妥善保存,因此完整精确地记录探槽揭露的地质构造信息一直受到人们的重视。传统的探槽记录方法主要有素描和照片拼接2种,但前者缺乏色彩信息且包含过多主观解释内容;后者在照片几何拼接过程中会出现接边、畸变等问题。文中以甘肃省天桥沟-黄羊川断裂的柳条河探槽为例,介绍1种完整记录探槽高精度的三维地质构造信息的技术方法和工作流程。该方法基于三维图像建模和正射镶嵌技术,首先在野外对清理好的探槽建立控制点或比例尺,用数码相机采集探槽所有剖面及周边微地貌照片,然后在室内用图像建模软件进行探槽的三维图像建模,最后生成探槽的三维图像模型及其剖面的正射镶嵌图。结果表明:探槽的三维图像建模既可以实现高分辨率正射照片镶嵌的自动化,又可以高效、低成本地获得高精度的探槽三维图像模型,不仅有利于探槽信息的存储,更可以直观地获取更多地质构造三维信息。

一种新颖的医学图像建模及相似性搜索方法

医学图像采集和存储技术的发展导致了相关数据的飞速增长,这些医学图像数据能够有效地辅助医生进行精确的诊断,但由于医学图像在相似性搜索方面要求图像匹配的精度远高于普通图像,所以目前仍没有一种有效的方法解决医学图像的相似性搜索问题.文中首先提出一种不确定定点图模型(ULG,Uncertain Locationgraph),并针对脑部CT图像的固有特点,提出一种基于脑部CT图像纹理的从图像到不确定定点图的建模方法,继而提出一种基于不确定定点图的相似性搜索算法,并通过一种有效的索引结构,有效地减少了无意义的查询处理,降低了搜索时间.实验结果表明,该方法可以更精确地找出具有相似纹理的脑部CT图像.

可变Voxel与像素映射相结合的图像建模算法

图像建模在军事遥感图像建模、医学人体器官建模、虚拟现实、增强现实等多个领域应用前景广阔。为提高雕刻算法效率,减少图像建模的时间开销,提出了可变Voxel与像素映射相结合的高效空间雕刻图像建模算法,该算法既可以快速雕刻掉物体以外的空间又不用判别可见面就可以快速获得每个表面Voxel的所有可见像素。实验结果表明,该算法在像素映射算法的基础上进一步提高了图像建模速度。

基于SIFT的图像建模算法研究

为解决飞行或航海模拟器中建模手段单一、真实感较差等问题,研究了基于SIFT的图像建模算法.该算法针对目前图像建模算法中存在的人工参入图像匹配负担较大问题,实现了基于尺度不变特征的图像自动匹配;针对重建物体视觉外观真实感较差问题,采用了图像融合算法首先对纹理图像进行处理,然后再进行纹理映射的方法.实验结果表明,算法具有较好的鲁棒性,生成的三维模型准确真实,较之以往算法具有建模简单、操作方便,真实感强的特点.

基于图像建模系统中图像拼接算法研究

为解决各型航海、航空模拟器中基于图像建模系统的重建物体视觉外观真实感较差问题,研究了对于在不同角度下拍摄的不在同一平面的图像的自动拼接与融合算法.算法首先基于SIFT算子提取图像特征;接着采用近似最近邻的优先搜索算法以及极线约束条件获取精确的特征匹配点对;然后采用RANSAC算法鲁棒地估算变换矩阵;最后实现自动拼接与融合.实验结果表明,该算法拼接效果较理想,鲁棒性强,具有一定的实用价值.

一种基于图像模板的图像建模及识别框架研究

文章构建了一种灵活且易于扩展的智能图像识别算法管理及协作框架。首先设计了用于图像识别算法的统一调度管理模块,然后基于图像模板进行特征标注和识别算法策略建模,最后,基于图像模板及其建模信息和识别算法的统一调度实现对不同类型对象的图像识别。该框架不仅能够有效、灵活地利用不同算法策略对被识别对象中所包含的不同类型设备进行并发识别及异常检测,而且能根据逐步丰富的数据样本,简便快捷地完成识别算法的迭代维护。

一种半自动的基于图像建模系统

针对目前各种类型航海模拟器的虚拟建模效率较低与真实感较差等问题,设计与实现了一种基于多幅图像及少量用户交互恢复物体三维几何模型的系统.本系统采用稳定性好的改进Har-ris算子进行角点检测,基于角点空间特征及交叉相关实现角点的初始匹配;采用基于极线约束的角点匹配快速算法完成角点的精匹配,同时引入迭代和人工辅助修正的方法解决匹配算法的退化情况.在角点匹配结果基础上进行仿射重建,通过升级矩阵实现度量重建,在OpenGL环境下绘制出物体的三维模型框架.从原图像中抽取纹理并采用多视角图像融合的方法进行纹理映射,得到"照片级"真实感的三维模型.

图像建模拍摄方法在文物数字化保护中的应用研究

当前基于图像建立三维模型的方法中,照片采集全过程通常依靠操作人员经验进行模糊预估,导致工作的重复、低效,且方法不具有可移植性。本文针对文物器形复杂、采集过程要求严格、色彩还原度要求高等特殊问题,在已有研究的基础上,对图像采集过程中的拍摄距离、可视范围、图像覆盖面积、图像拍摄数量等参数进行优化计算,并结合文物实际拍摄场景,加入高光噪声的影响,提出一种可推广应用的文物三维建模图像拍摄方法。实际拍摄操作证明了本方法可精确还原文物模型及纹理色彩,且比常用的模糊预估拍摄法的工作效率有大幅提高,进而从图像采集方面为文物三维模型的规范、高效建立提供有效参考依据。

基于序列图像建模的多视图模型合并策略

通过基于单幅图像的建模方法或者基于立体像对的建模方法,可以恢复图像序列中每一幅图像或者立体图像对对应的模型.但所得的是局部模型,并非物体的完整模型.针对这一问题,提出了一种基于图像建模的多视图模型合并策略.根据建筑物模型的规整性,在从单幅图像恢复出建筑物模型的基础上,给出了一种简单灵活、易于实现的针对建筑物的多视图合并方法,从而得到完整的场景模型.该方法大致分为建立视图公共坐标系链表、坐标转换、顶点合并、模型合拢等几部分.从整个过程来看,该方法系统、完善,实验结果显示每一步的操作都是可行的,并且是有效的.

基于SketchUp的三维图像建模

本文的目的是实现图书馆大门的三维图像建模。首先通过卫星成像图和内部图纸来对图书馆进行必要的数据测量;然后使用Sketch Up软件对图书馆大门进行三维图像建模,主要绘制了大门的外形轮廓和内部结构的三维模型;接着使用多种计算机图形学算法,在所构建的图书馆大门三维模型的基础上进一步体现其阴影和纹理细节等模型要素;最后通过细节优化以达到模型的3D渲染效果。

基于稀疏特征选择的立体素描图像建模方法

为了合成出更加清晰的人脸素描画像,文中提出一种基于稀疏表示的自适应图像建模方法。通过从训练数据中提取有效的训练集,降低学习的盲目性和难度,获取更加精确的字典结果。在精确字典结果的基础上,通过控制线性组合系数的非零元素个数,实现测试图像的自适应重构与优化,从而解决传统经典合成算法噪声较大的问题。仿真测试结果表明,文中所提出的方法提取了更多的图像块,能够滤除更多的高频分量,其合成图像的噪声更小,具有更加优秀的平滑性。

基于算子系统的渐进式图像建模方法

提出了一个基于单幅或多幅未校准图像的渐进交互式三维建模方法及相应系统。该方法的主要特点在于,按照一般人的建模习惯,由粗到细地通过图像重建目标三维模型,在确定大致形状的基础上,由用户添加或者修改投影约束与空间约束,并施加拓扑修改,逐步实现照相机定标,粗糙模型的求精,并最终完成对具有任意几何及拓扑物体的重建。在交互过程中,实时地求解几何参数与照相机投影矩阵,并在一个三维窗口中显示重建结果。

白鹤滩水电站近坝边坡图像建模及可视化监测可行性研究

针对白鹤滩水电站近坝区域两岸含自然边坡面积大的特点,研究论证对边坡进行图像建模并实现可视化监测的可行性。采用现场实际及靶标模拟的方式,选取约2000 m^(2)边坡进行了试验,通过无人机搭载高清相机进行该边坡表面区域全覆盖影像获取,再根据不同精度的影像数据源,利用ContextCaptureCenter软件自动输出三角网络模型,复原建模主体的几何形态。最后,采用聚类特征向量空间和更改映射的方式对不同间隔时间点形成的模型进行自动对比分析,达到监测边坡表面位移变化及变形目的。

图像建模与绘制技术

计算机图形学主要研究图形或图像的计算机生成,两个主要方向是建模技术(又称造型技术)和绘制技术。建模技术又分两大分支,即计算机辅助几何设计,以及自然景物建模。前者,追求建模的精确度、可靠性和建模速度;后者,追求真实感(或逼真度)和绘制速度。其真实感与实时性两者高度的结合,是计算机图形学的更高境界。有人介绍了利用一组建筑照片,对该建筑进行建模和绘制的方法。它是基于几何和基于图像建模的混合方法,包括利用摄影测量学原理提取建筑的几何模型,基于模型的立体视图方法提取建筑立面的细节,以及与视点无关的纹理映射方法绘制建筑的多种视图。这种方法较其他基于几何的或基于图像的建模和绘制方法更方便、更精确、更真实。

弱纹理图像建模中的相机优化和扩展滤波研究

基于图像的三维建模方法的代表PMVS2算法,对于纹理信息丰富的图像具有良好的效果,然而在现实中并非所有的场景图像都具有丰富纹理,如白色的墙壁等,这些场景图像中相似的特征区域较多,导致特征匹配点对中存在大量的噪声信息,从而影响到三维建模的精度。提出的方法对产生三维重构噪声的原因进行分析,提出一种简单实用的纹理添加方式,以及相机矩阵优化和建模扩展滤波优化方法,有效地减少了弱纹理图像三维建模中的噪声点云,提高了建模完整性和精度。

基于图像建模的多视图模型合并

通过基于单幅图像的建模方法或者基于立体像对的建模方法,可以重建图像序列中每一幅图像或者立体图像对对应的模型。但所得的是局部模型,并非物体的完整模型。针对这一问题,提出了一种基于序列图像建模的多视图模型合并方法。基于已重建出的同一物体不同角度的三角形网格模型,在统一坐标系下,对相邻角度下的三角形网格模型求取其重合区域,记录刚好包围重合区域的原始网格区域,对该区域重新进行网格划分,最后得到物体完整的三角网格模型。实验结果表明,该方法是可行的、有效的。

泡沫图像统计建模与恒常颜色校正算法研究

由于浮选现场的恶劣环境和复杂光照等问题,将导致采集到的泡沫图像不可避免地发生色偏.为了消除以上不利影响,提高后续颜色特征提取的准确性,本文提出了一种基于图像统计建模的泡沫图像恒常颜色校正算法.首先,通过对泡沫图像统计特性的分析,利用Contourlet变换和广义高斯分布函数对图像进行统计建模.其次,选取颜色恒常性标准图像库(Gray-ball)中已知真实光照的标准图像作为训练样本,建立其统计模型参数集,分别选用常用的5种颜色恒常性算法对其进行颜色校正,并以最小角度误差为每幅标准图像标记最佳颜色恒常性算法.最后,利用K最近邻分类算法将待校正的泡沫图像分至对应的恒常算法中,该算法即为原始泡沫图像的最佳恒常颜色校正算法.实验结果证明,该算法能够获得较好的颜色校正效果.

基于多幅图像的场景交互建模系统

以普通相机自由运动拍摄得到的多幅非广角照片作为输入 ,提供给用户一系列简单易用的交互工具 ,从而恢复出真实场景的几何模型和表面纹理 ,最终得到具有高度真实感的三维模型 在技术路线上 ,文中系统采用按照几何空间层次分级重建的方法 ,并充分利用场景中存在的几何约束信息对重建结果进行优化 实验结果表明 ,利用该系统生成的三维模型准确真实 。

基于图像的建模和绘制技术综述

对基于图像的建模和绘制 (IBMR)技术进行综述性介绍 ,重点阐述了 IBMR研究的最新进展 .扼要地介绍和讨论了一些具有代表性的 IBMR方法 ,并对各种方法进行分析比较 ;最后介绍 IBMR的最新研究动态和某些应用前景 .