图像序列中机动目标三维运动和结构的计算

综合视觉运动分析中的2类处理方法,选取图像中的角点作为特征点,在理论上证明了图像序列的光流场可以近似地用角点的位移场代替。利用已有文献中的建模思想,详细推导出递归计算机动目标三维运动和结构的非线性计算模型,采用广义卡尔曼滤波(EKF)递归地计算图像序列中机动目标的三维运动和结构。合成图像序列和真实图像序列实验结果表明该算法能取得较好的效果。

单目人体图像序列的运动及结构参数估计

利用人体行走的单目动态图像序列 ,估计手臂及腿部的运动及结构参数 .在物体中心坐标的运动表示方式下 ,提出了基于弹性连接概念的非刚体运动模型 ,通过加入弹性系数的方法 ,使非刚体运动模型和刚体运动模型得到了良好的统一 .在此模型的基础上 ,用 Levenberg- Marquardt方法实现了运动及结构参数的估计 .实验证明了该方法的有效性 。

视频监控中运动图像序列三维重建

视频监控中运动图像序列三维重建一直是三维重建研究的重点,其重建效果会对运动图像的清晰度产生影响。但当前三维重建方法都是通过获取二维视频监控中的运动图像序列,通过基于Java Applet与Java Application编程,采用体绘制法完成视频监控中二维运动图像序列的三维重建,该方法无法保证重建后的图像质量,导致图像清晰度不高。为此,提出基于图像特征点提取与匹配的视频监控中运动图像序列三维重建方法。首先,对视频监控中运动图像序列特征点进行检测,并对特征点一定邻域内图像的纹理、结构以及其他特征进行统计,通过对运动图像序列特征点的特征比较,完成运动图像序列特征点提取与匹配;然后,对视频监控中运动图像序列的结构和运动初始化,并进行视频监控相机的自标定,实现对视频监控中运动图像序列的三维重建。实验结果表明,所提方法能够有效提高三维重建后视频监控中运动图像序列的清晰度,减少三维重建流程,提高运动图像序列重建效率,具有良好的使用价值。

一种时变序列轮廓图像运动参数重建方法

针对现有的基于特征场的运动场估计方法对帧间位移比较大时运动参数建立困难的问题,提出了基于目标轮廓图像序列的运动估计理论和参数重建方法.该方法基于水平集方法理论,通过对二维轮廓线的标识处理,对轮廓线的演化运动序列进行了建模,并通过仿真试验进行了验证.本方法可用于重建瞬态目标及形变目标的运动位移、速度和加速度等运动参数检测研究,尤其可用于膛口火焰、爆炸过程分析等动态图像检测领域.

基于序列图像的空间目标三维重建

空间目标三维重建对空间态势感知和理论研究具有重要意义。针对空间目标图像存在的由纹理重复导致的错误重建问题,提出了一种新的基于运动信息恢复三维场景结构策略。该策略将序列目标图像的成像时间顺序作为先验信息,顺序地加入新图像进行迭代,以避免因目标结构对称、纹理重复所导致的重建错误。同时针对空间目标成像数据匮乏的问题,进行了空间目标图像仿真,并开展了空间目标地面模拟成像实验研究。结果表明:运动分析结果精确,对噪声有较强的鲁棒性,恢复出的目标三维点云能在一定程度上表达目标的结构信息。同时给出了进行空间目标三维重建时图像序列应满足的边界条件。

单目图像序列光流三维重建技术研究综述

由单目图像序列光流重建物体或场景的三维运动与结构是计算机视觉、图像处理与模式识别等领域的重要研究内容,在机器人视觉、无人机导航、车辆辅助驾驶以及医学影像分析等方面具有重要的应用.本文首先从精度与鲁棒性等方面对单目图像序列光流计算及三维重建技术近年来取得的进展进行综述与分析.然后采用Middlebury测试图像序列对HS、LDOF、CLG-TV、SOF、AOFSCNN和Classic+NL等典型光流算法以及Adiv、RMROF、Sekkati和DMDPOF等基于光流的间接与直接重建方法进行实验对比分析,指出各对比方法的优点与不足,归纳各类方法的性能特点与适用范围.最后对利用分数阶微分模型、非局部约束、立体视觉以及深度线索解决亮度突变、非刚性运动、运动遮挡与模糊情况下光流计算及重建模型的局限性与鲁棒性问题进行总结与展望.

基于直线光流场的三维运动和结构重建

利用直线间运动对应关系 ,将像素点光流的概念和定义方法应用于直线 ,提出了直线光流的概念 ,建立了求解空间物体运动参数的线性方程组 ,利用三幅图像 2 1条直线的光流场 ,可以求得物体运动的 12个参数以及空间直线坐标 .但是在实际应用当中 ,要找出这 2 1条直线的光流场是很困难的 ,因此该文提出了运用解非线性方程组的方法 ,只需要 6条直线的光流 ,就可以分步求出物体的 12个运动参数 ,并根据求得的 12个运动参数和一致的图像坐标系中的直线坐标 ,求得空间直线的坐标 ,从而实现了三维场景的重建 .

航拍图像序列的多运动目标定位

针对航拍图像序列中运动目标使用仿射模型来描述航拍图像序列中的背景运动 ,提出了一种基于稀疏采样的局部补偿误差函数泰勒展开算法 ,该算法能有效地估计出模型参数 ;又根据图象序列中背景运动与目标运动的矢量不一致的特点 ,采用矢量聚类的算法 ,实现了对多个目标的准确定位 .提出的算法对噪声和光照都具有强抑制性 ,可以在图像质量相对较差时 ,能确保对运动目标的快速定位 .

基于背景重建的序列图像车辆目标检测方法

针对静态摄像条件下视频序列图像,提出一种基于背景重建的序列图像车辆目标检测方法.该法先选取一帧图像存入背景缓冲区,然后根据当前帧图像与前一帧图像、背景图像的差分信息对背景缓冲区的背景进行更新.通过运动区域检测、噪声去除、连通单元标记、目标提取、阴影检测等处理,能获取完整的车辆目标区域.实验结果表明,该方法快速、准确,具有较好的实用价值.

基于图像序列的非刚体三维运动恢复

研究图像序列中非刚体的三维运动重建问题。介绍非刚体运动重建的两种重要算法:奇异值分解法和线性迭代法。对迭代算法所用的重构方法进行修改,在迭代过程中应用结果更为精确的重构方法来求解非刚体的模型和旋转矩阵。对真实图像序列的实验结果验证了该算法的有效性和精确性。

从建筑物序列图像恢复三维结构

介绍了一种从包含建筑物的序列图像恢复其三维结构的算法 .首先用基于矩阵分解的方法在相似变换意义下恢复目标的三维结构 ,然后用光束法平差提高三维结构的精度 .仿真试验和实拍图像试验均表明 ,该算法得到了精确、可靠的结果 .该算法能应用于城市建筑物设计、工业检测。

基于运动估计的交互式医学图像序列分割

针对医学图像难以自动分割,而医学图像序列采用手工分割时工作量巨大、效率低的问题,提出了一种新的交互式图像序列分割方法。在计算机的辅助下,用手工精确地描画出第一幅图像中对象的边界轮廓。后续图像的分割曲线用运动估计的方法自动得到。每完成一幅图像的分割用户都可以检查分割效果,如果不满意则可用手工修正。这个过程重复进行,直到整个图像序列分割完毕。实验结果表明,该方法能精确、快速地实现医学图像序列的分割。

面向低分辨率单目内窥镜图像的三维多孔结构重建

三维多孔结构是内窥镜在医疗外科手术和工业检查领域常见的一种场景,然而内窥镜成像分辨率低,其应用场景纹理特征弱、噪声大,这导致应用传统的从运动中恢复结构(SFM)算法进行多孔结构的三维重建和定位难度大,可行性低。为此,本文提出了一种面向低分辨率单目内窥镜图像序列的三维多孔结构重建方法。首先将基于加权引导滤波的图像增强算法应用于内窥镜图像纹理细节的提升;接着利用快速行进(FMM)算法去除漂浮杂质;然后提出了一种检测离群点对的方法用于优化特征点匹配结果,通过SFM计算获得稀疏点云;最后针对本文研究的多孔结构,提出了一种基于模板匹配和最小二乘拟合的孔洞三维结构提取方法。实验结果表明多孔球面上的重建结果中孔间距和孔直径的相对误差均小于10%,真实肾结石手术场景上的重建与实际相符,验证了本文整体算法流程的有效性、准确性和可行性。

基于序列内窥镜视频图像的膀胱三维场景重建

内窥镜被广泛用于器官和体腔内部的诊断成像,尽管采集到的内窥镜视频中包含着丰富的信息,但是由于内窥镜的成像范围受到探头太小的限制,图像的放大倍数与视野范围不能兼得,且视频不能将个体二维图像与三维器官形态关联起来,大部分具有巨大数据潜力的内窥镜视频仅用于医师实时指导,并在收集后丢弃。提出基于序列内窥镜视频图像的膀胱三维场景重建的方法。先提取前后两幅序列图像中相对应的多个特征点,基于特征点采用运动恢复结构算法计算得到膀胱模型三维点云。然后,采用泊松曲面重建算法对各三维点进行网格化,并完成场景的三维重建。实验结果表明所提出的算法是可行的。

考虑图像采集的退役零件SfM三维重建精度研究

运动恢复结构(SfM)是一种单目多视图三维重建技术。针对SfM多视图三维重建的速度及质量问题,提出了一种考虑图像采集的退役零件SfM三维重建精度优化方法。首先,构建了图像采集试验平台,以导靴和凸轮轴瓦盖为试验对象,选取图像质量、图像数量、拍摄距离及视角数量4个对重建质量有影响的参数为影响因素,每种因素取3个水平,设计了正交试验;然后,根据试验设计方案,对两个试验对象分别进行了9组图像采集,并用Reality Capture软件对其进行了三维建模;最后,根据重建点云和模型的准确性、重建的完整性与重建效率3个指标,对重建结果进行了评价,并进行了正交试验,通过极差分析获得了最优参数组合。研究结果表明:图像数量与视角数量对三维重建质量影响显著,拍摄距离与图像质量对三维重建质量影响不显著。该研究结果可为提高图像三维重建速度及质量提供参考。

基于图像三维重建的隧道超欠挖检测方法研究

提出一种基于图像三维重建的隧道超欠挖检测方法。该方法基于计算机视觉运动恢复结构算法(SFM)和半全局匹配算法(SGM)实现隧道实际开挖轮廓图像三维点云重建,再利用Delaunay三角剖分算法实现隧道实际开挖轮廓三维曲面模型重建,并基于设计开挖轮廓线和中心轴线建立隧道设计开挖轮廓三维曲面模型;以蒙华铁路大围山隧道DK1665+454—DK1665+484作为工程试验段进行现场试验分析,对所提方法有效性进行验证。研究结果表明:通过隧道实际开挖轮廓三维曲面模型与设计的开挖轮廓三维曲面模型比较分析,可实现对不同类型隧道整体超欠挖状况、超欠挖值、超欠挖面积以及超欠挖体积进行检测与评价;隧道设计开挖轮廓三维曲面模型具有数据采集设备简单、不干扰施工、检测范围全面、检测结果准确的特点;图像三维重建检测方法可实现隧道超欠挖准确检测,检测精度与三维激光扫描检测方法的相近,且比传统检测方法的精度高。

多帧超分辨率重建中的图像插值

为了实现多帧超分辨率重建,必须从图像序列中提取子像素信息,因此要求图像的配准精确到子像素级。本文提出了一种超分辨率重建中运动矩阵的构造方法。为了提高矩阵的构造精度,该方法引入图像插值,用性能好但计算量较小的三次插值算子实现插值运算,并比较了三种常用插值核的性能。实验结果表明,选择适当的插值函数不仅不会明显增加计算量,而且可以显著提高矩阵的构造精度,从而大大提高多帧超分辨率重建图像的质量。

车载视频图像序列卡尔曼滤波及其移动量测应用

提出了一种基于特征对应和扩展卡尔曼滤波的运动与结构重建方法,对运动与结构重建在车载视频移动量测中的应用问题进行了分析研究,结合立体视频量测技术,在移动量测系统中对该方法进行了检验。结果表明,文中方法正确可行,精度较高,抗噪性能好,具有很好的移动量测应用价值。

地理参考下未标定图像序列的三维点云精度分析

利用计算机视觉理论与方法恢复未标定图像序列的稠密三维点云,将其统一至地理参考下,并分析转换结果的精度。结果表明,此方法成本低,精度可达厘米甚至毫米级,可满足三维GIS中测量、建模与分析的需求。

显微腭部组织序列切片图像的定位

显微腭部组织序列切片图像的定位李民蔡江胜项世法（大连理工大学物理系１１６０２４）张奎启张福胤韩辉王福（大连医科大学口腔系１１６０２５）针对显微腭部序列切片图像三维重建的特殊性，在硬定位的基础上，提出了一种基于ＲＳＴ变换的软定位方法；利用特征点，解决了...