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 。

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.

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。

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 。

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。

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.

基于图像的几何建模技术综述

三维建模是计算机图形学与计算机视觉领域研究的重要问题.近年来,基于图像的三维建模技术因其成本低、操作简单、逼真性高等优势,逐渐得到研究者的重视,相关研究成果也被广泛应用于文物数字保护、智能人机交互、数字特效制作、实时监控等领域,具有极其重要的研究意义与实用价值.基于图像的建模研究由单一图像、图像序列或视频中,通过自动或交互的方式,恢复出物体、场景三维模型的方法.而基于图像的建模首先需要解决的核心问题是基于图像的几何建模问题.它主要研究的是如何从图像中恢复出物体或场景的三维几何信息.而该技术领域当前综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素.因此,对基于图像的几何建模技术进行了综述性的分析与讨论.侧重从计算机视觉的角度,按照建模时所使用视觉线索信息的区别,对目前主流的基于图像几何建模方法进行了归类;分别对各类方法进行了基本原理探讨与研究现状介绍,并作了较深入的对比分析与讨论;最后,经过对现有研究工作的分析,对该领域存在的问题作出了总结,并对其未来可能的发展与研究方向给出了一些预测性建议.

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 ,着重阐述 IBMR研究的最新进展 .文中扼要地回顾了一些基本的 IBMR方法 ,并对这些方法的优点和局限性进行分析比较 .最后我们简单介绍 IBMR的一些最新研究趋势和可能的应用前景 .

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。

基于图形和图像的城市三维建模方法对比

构建城市的三维模型的方法主要有三类 :基于图形渲染、基于图像绘制、以及图形、图像混合的方法。本文就上述建模方法进行对比 ,为各种建模需求提供参照。

基于互联网图像集的室外场景建模技术综述

目前在互联网上有海量的室外场景照片,它们不仅内容覆盖面广,对同一场景有大量不同视点和光照条件下的采样,而且获取成本很低.如何利用这些照片中包含的丰富场景信息,快速、方便地构造各种逼真的虚拟场景,是互联网迅猛发展给虚拟现实、计算机图形学和计算机视觉带来的新的研究课题之一.文中分析、总结了近年来国内外互联网图像的真实场景几何建模、自然光照建模和材质反射属性建模的最新研究进展,并对其未来的发展趋势提出了一些看法.

基于图像的建模技术

与传统的基于几何的建模相比较,介绍了基于图像的建模(IBM)技术,重点介绍了IBM的新的研究进展和一些具有代表性的IBM方法,对各种方法进行了分析比较,最后介绍了IBM技术今后的研究方向。

基于图像的浮雕曲面建模研究

提出了通过2D图像的灰度阶差异构造浮雕曲面的方法。主要解决了两个基本问题,首先将图像的灰度值转换为图像的深度,然后根据所得到的图像深度场,进行逆向求解,从而得到浮雕的曲面,为进一步的处理提供了曲面模型。对所提出的方法进行了实验验证,结果表明本文提出的方法是可行的。

基于图像的头发建模技术综述

头发是人类特征的重要组成部分,是判断一个人的年龄、背景及身份等的重要依据.在虚拟现实和计算机图形学领域,头发建模受到越来越多的研究人员的关注.传统的头发建模是基于物理模拟的,通过设置相关参数构造出不同的头发,计算量很大,建模过程也不直观、难以控制;而基于图像的头发建模方法,具有建模速度快、模型逼真度高等优点,近几年受到研究者重视,开始成为另外一个研究热点.回顾了基于单幅图像的头发建模、基于多幅图像的静态头发建模、基于视频的动态头发建模、头发建模结果的编辑重用等方面的研究进展,并分析总结了各种方法的适用情况及不足,最后提出了基于图像的头发建模技术在未来的发展趋势以及面临的挑战.

三维建模技术研究进展

三维建模是许多研究与应用领域的关键技术。对三维建模技术中涉及的三维数据获取与建模方法进行了系统的介绍,重点对激光扫描系统、基于图像建模技术进行了说明与对比。阐述了三维建模技术的最新研究进展及应用。最后指出模型检索研究以及数字化手段存在的问题,对三维建模的研究进行了展望。

基于多幅图像的黄瓜叶片形态三维重建

为了更加快速、便捷、精确和逼真地重构出植物叶片的三维形态,提出了基于多幅图像的黄瓜叶片建模方法。首先利用角点检测算法提取叶片边缘及主脉的特征点,通过结合极线约束和SIFT特征描述算子对特征点进行匹配,进而得到特征点的三维坐标;然后利用B样条曲线连接这些特征点,对叶片边缘和中脉进行拟合,再利用Delaunay三角化方法对叶片进行三角网格化;最后通过纹理映射增加模型的真实感。试验结果表明,通过该方法可以精确、快捷地重构出黄瓜叶片的三维形态,具有较强的真实感效果。

结合图像重建和L系统的虚拟植物原型系统设计

为模拟植物的生长或形态特性,探索提出了一种结合图像重建和L系统的虚拟植物可视化原型系统;植物主干采用L系统生成;植物细节对视觉效果影响较小,采用植物器官表面重建;采用规则建模来提高模型的可控性,基于图像重建得到更好的可视效果。试验表明该文方法能够降低建模复杂度,较好实现虚拟植物的可视化展现。

一种基于双幅图像的物体3维重建

随着虚拟现实技术的发展,对物体进行快速有效建模逐渐成为了研究热点。基于图像建模技术是一种有效的建模方法,其最大的优点是可以利用图像中的信息直接建立物体的几何模型,并且可以迅速构建出具有"照片级"真实感的3维模型。常规的方法是先求解摄像机内外参数,再求解空间中各点在世界坐标系下的位置。提出了一种基于两幅图像利用灭点性质进行建模的新方法。该方法首先利用灭点属性推导出了相机中心在世界坐标系下的坐标位置的解析表达式,再利用两幅图像之间的空间几何约束关系,从空间约束关系中反算出物体各点的空间位置从而重建出物体几何模型,最后进行纹理映射。在物体重建的过程中只利用到了相机内参数,而跳过了对相机外参数的标定,实验结果表明,该方法简单可靠,可用于实现对拥有规则表面的物体3维重建。