基于单幅灰度图像的三维表面重构

发布时间：2017-07-06 17:07

  本文关键词：基于单幅灰度图像的三维表面重构

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【摘要】：三维重构技术作为计算机视觉领域一个重要的研究方向，已在社会生产生活的各个方面显示出越来越不可忽视的地位和作用，具有广泛的应用价值。从明暗恢复形状(SFS)的方法，由于只需单幅图像的灰度信息就可恢复景物三维表面形状，所以，近年来在理论研究和实践应用中得到了不断的发展和完善，成为三维重构技术的一个研究热点。 论文首先充分回顾了SFS研究所走过的路程，总结了近年来在该领域的研究热点问题。在理解SFS问题本质的基础上，归纳总结了目前国内外现有SFS算法，即最小化方法、演化方法、局部方法和线性化方法，给出了算法的性能分析和比较。本文基于局部分析法中的LeeRosenfeld算法，设计实现了适合应用于生物医学图片的三表面重构算法，比如单幅人脸图片、解剖模型图片以及内窥镜图片。实验结果表明，，本文给出的算法摆脱了许多苛刻约束条件的限制，可获得比传统方法更好的恢复效果，提高了基于SFS恢复三维表面重构的鲁棒性、收敛性和重建速度。本设计还可应用于军事图片、化工图片、占文物图片等诸多领域的三维形貌恢复，取得了良好的三维恢复效果。 基于单幅灰度图像的三维表面重构方法是一种新颖、有效、简单、且适用性广泛的研究方法。随着计算机图像处理技术的不断进步，三维恢复精度会得到更进一步的提高，具有广泛的应用前景。
【关键词】：三维重构 由明暗到形状 单幅灰度图像 局部分析法
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：R318
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究意义8-9
• 1.2 SFS研究的历史及现状9-14
• 1.3 SFS研究存在的问题14-15
• 1.4 课题主要研究内容15-16
• 第2章 基于SFS三维表面重构技术16-32
• 2.1 高斯球与倾角和仰角16-17
• 2.2 梯度空间17-18
• 2.3 朗伯体反射18-20
• 2.4 反射图的生成算法20-21
• 2.5 遮挡轮廓21-22
• 2.6 光源方向的估计22-28
• 2.6.1 仰角τ的估计23-26
• 2.6.2 倾角σ的估计26-28
• 2.7 典型的SFS算法的性能比较与评价28-31
• 2.7.1 最小化方法29
• 2.7.2 演化的方法29-30
• 2.7.3 局部分析的方法30
• 2.7.4 线性化方法30-31
• 2.8 本章小结31-32
• 第3章 基于SFS三维表面重构的算法设计32-47
• 3.1 曲面的表示方式32-33
• 3.2 由单幅图像恢复物体形状33-44
• 3.2.1 三维形貌恢复方法原理35-43
• 3.2.2 坐标变换43-44
• 3.3 本章小结44-47
• 第4章 图像预处理47-53
• 4.1 图像平滑47-51
• 4.2 中值滤波51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 基于SFS三维表面重构的实验结果53-66
• 5.1 生物医学图像的SFS重构实验结果53-56
• 5.2 其他领域图像的SFS重构实验结果56-64
• 5.3 本章小结64-66
• 结论66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71-72
• 致谢72

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 董杰;基于单目视觉的散焦测距算法的研究[D];中国海洋大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 肖峰敏;全息技术应用于微流道内颗粒的三维定位研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 王海娟;基于散焦图像的深度估计的研究[D];中国海洋大学;2011年

3 黄艳;基于SEM图片的粘性土壤微观结构三维重建技术研究[D];西南交通大学;2011年

4 陈宇;超空泡三维重构算法研究及实现[D];西安工业大学;2012年

5 何淑珍;基于灰度梯度的散焦图像测距算法的研究[D];中国海洋大学;2008年

6 郑雪琴;基于物体表面形状模型由单幅图象重构三维曲面的研究[D];云南师范大学;2008年

7 杨永琛;大功率盘形激光焊熔池图像三维表面重构及特征分析[D];广东工业大学;2012年

本文编号：527047