医学图像三维重建中的快速表面绘制

简述了医学图像三维可视化表面绘制的基本原理。由于三维体数据中的等值面直接对应着组织器官的表面 ,而自然器官的表面应处处连续 ,为进一步加快绘制速度 ,假定待提取等值面连续 ,对三维体数据先进行 8像素等间隔采样和阈值判断 ,分离出边界点 ,然后只对边界点邻域做阈值判断。与DividingCubes算法相比 ,优化后的算法计算量不到原来的 1 /4 ,绘制结果图像也比较逼真。     

运用三维声纳图像的水底全景拼接与绘制

针对海量声纳图像多帧配准引起的误差累积问题,该文提出了一种基于三维声纳图像的水底全景拼接与绘制方法。首先通过相邻两帧图像最近邻点迭代,并结合GPS、姿态仪信息和X84控制点剔除方法,减少非重叠区域控制点对的存在以提高配准精度,实现相邻帧图像精确配准。然后采用四元组参数对所有精确配准矩阵进行拟牛顿最优化处理,获取所有声纳帧之间最佳配准关系,减少多帧配准引起的累积误差,实现三维图像高精度全局配准。湖试与海试实验结果表明,该方法有效地减少了海量声纳图像多帧配准引起的累积误差,实现了三维声纳图像水底全景高精度拼接与绘制,达到了预期目标。     

一种基于矿体轮廓线的三维建模新方法

结合轮廓线拼接法和体数据等值面法提出了一种新的矿体三维建模方法。该方法将轮廓线空间几何数据通过距离函数转换为距离场,从而将轮廓线间的表面重建问题转化为体数据等值面构造问题,避免了由人工指定轮廓线的对应关系;其次,通过扫描方式进行非欧氏距离变换实现距离场的计算及采用分治法层层建模,有效降低算法的时间和空间复杂度;然后,将非平直四棱柱作为体数据构造单元,以适应矿山实际数据的特殊性。实验证明该方法能够实现基于矿体轮廓线的复杂矿体三维自动建模,结果准确,模型质量高。     

道路空间特征与测量距离相结合的LiDAR道路边界点提取算法

针对现有方法在较稀疏的16线激光雷达数据中提取道路边界点准确度较低的问题,本文提出一种道路空间特征与测量距离相结合的道路边界点提取方法:采用随机采样一致性(RANSAC)算法进行预处理,快速剔除道路区域外点;判断同条激光线中点与点之间的水平连续性和垂直连续性,去除大部分道路表面点;根据道路边界点的测量模型,结合原始测量距离修正保留的道路边界点,初步剔除非道路边界点;通过判断起始于被保留点的两个水平向量的夹角是否大于一定阈值,进一步精确剔除非道路边界点.试验结果表明,本文方法相对于现有方法能够较准确获取道路边界点,同时满足无人驾驶汽车环境感知的实时性要求.     

基于移动广义三棱柱的等值面提取算法

针对目前应用最广泛的等值面提取方法中,移动立方体算法存在拓扑二义性和移动四面体算法存在剖分二义性的问题,文中提出了基于移动广义三棱柱的等值面提取算法。该算法根据各个GTP提取出的三角等值面片构成的三维三角网,生成等值面。文中采用线性插值算法求等值点和剖分点,等值面不会出现裂缝。MGTP算法根据GTP等值点的个数判断该GTP内等值面片的拓扑结构,如果会出现拓扑二义性,则采用GTP剖分算法消除拓扑二义性后提取等值面片,否则按照规则直接提取该GTP的等值面片。MGTP算法有效解决了拓扑二义性和剖分二义性的问题。     

基于三维扫描数据的面分割空间三维重建方法

随着三维扫描仪的问世，针对如何处理体现三维空间位置关系的扫描图像，最终可实现三维重建的问题．本文根据三维扫描仪的技术特点，提出了基于三维扫描数据的面，分割三维重建的方法，即依据各点在空间坐标上的共同特征，采用整体平差拟合平面进行面分割，进而建立三维空间重建模型．该方法能够突出扫描物体的三维特征，实现扫描数据的纠错与恢复，并为进一步进行扫描图像的配准拼接，最终实现扫描物体三维重建创造了有利条件。     

一种基于投影变换的深度图像生成算法

深度图像的表示是实现三维目标识别、配准等工作的前提。针对地面三维激光扫描得到的点云数据,提出一种基于投影变换的深度图像生成算法。采用投影变换将三维点沿观察坐标系的法向量投影到观察平面上,使投影向量和观察平面垂直,这样观察点和观察平面间的距离就不会影响物体的投影大小和形状,有效避免了"失真"现象的发生。利用灰度图像生成深度图像,使用方案对地面激光扫描系统获取的建筑物实验数据进行具体处理。结果表明,文中基于投影变换的图像生成方法更能直观地反映建筑物表面的几何分布特征,为后续特征的提取奠定基础。     

基于AgisoftPhotoscan的图像三维重建及精度研究

通过普通相机获取图像信息,计算三维空间物体的几何信息,重建和分析物体的基本原理;了解图像处理软件Agisoft Photoscan的工作流程,并设计实验;通过未检校的普通数码相机对某雕塑头像和亭子进行拍摄,使用Agisoft Photoscan软件对图像进行处理,得到三维点云数据,进行物体三维重建,验证三维重建的有效性;通过提取和实测预设对比点的三维坐标值,求取误差,验证在百幅以内的图像建模误差在1cm以内。此方法可应用到表面复杂的异形物体建模中。     

城市DSM的快速获取及其三维显示的研究

城市数字表面模型（DSM）作为城市的重要信息有着十分广泛的应用，机载三维成像可以快速获取DSM数据，而无需地面控制点。该文介绍了利用三维成像仪快速获取城市DSM图像的数据处理技术，阐述了基于城市DSM影像显示城市三维模型的原理，着重分析了显示城市DSM图像奇异表的方法和侧面处理思想。最后通过珠海、澳门地区飞行数据的处理和三维鸟瞰显示，说明了方法的可行性。     

等值线追踪生成等值面过程中的算法策略

等值面的生成可以通过等值线追踪来实现。现有的等值线追踪方法不但缺少对具体等值线追踪策略的详细描述,而且还缺少岛的拓扑关系分析及等值面属性的判断过程。本文通过分析等值面生成过程中的等值线追踪方法,提出了一种基于等值线追踪的等值面快速生成算法,并给出了追踪过程中的几个重要的数据结构及追踪策略,能够解决多种情况下的等值面生成问题,并重点对等值线追踪过程中岛的处理、拓扑关系分析、等值面属性判断等方面进行剖析。实际应用表明,该算法具有较好的鲁棒性,并能得到较高的算法追踪效率。     

雷达图像的特点──“成像雷达微波遥感知识”介绍之三

成像雷达微波遥感探测的主要信息是目标与微波波段电磁波相互作用后反射的微波信息。人们正是根据不同目标与电磁波间的不同相互作用特征,对雷达图像进行解译,以解决生产、科研中的问题。与其它的遥感图像不同,雷达图像的特点与雷达成像的工作参数和图像质量参数有关。 ‘一、雷达图像参数 雷达图像的参数可分成两类；一类是表示形成图像的条件数据,与雷达成像工作参数及雷达图像的解译有关；另一类是表示图像质量的数据,与雷达图像的可解译性有关。 1、目达成像工作拜救 (1)波长雷达使用的波长对电磁波与目标相互作用特征的影响主要示现在下述两方面：其一为目标的等效表面粗糙度；其二为电磁波穿透目标的能力。     

点云中角点的自动提取算法研究

针对三维激光扫描数据处理过程中的数据拼接、纹理映射、目标识别等问题,提出一种新的三维激光扫描距离图像的角点提取算法,旨在为相邻测站问数据拼接提供粗配准的对应点.文中通过把三维激光扫描仪获得的单站距离图像转化为二维深度图像,利用已有的SUSAN算子提取出深度图像的角点,反算深度图像的角点到距离图像坐标系下实现角点的提取.利用2站间4个公共角点作为粗配准进行2站数据的ICP配准,利用配准的准确度验证该角点提取算法的有效性.     

城市三维数据获取与地物建模方法

城市三维数据获取与地物建模技术在虚拟现实等众多领域有着广泛的运用,是空间信息学与计算机视觉领域研究的重点与热点。根据模型绘制原理可将城市三维建模方法大致分为基于几何的建模和基于图像的绘制两大类。几何建模依图而建,操作灵活简单,但工作量大,效率低且逼真程度差;基于图像的建模效率高、较逼真,但容易造成数据冗余,从而影响模型调度与展示。针对上述问题,未来的城市三维建模技术将会向高精度、高效率、高逼真度、集成化以及自动化等方向发展。本文从三维数据获取和三维模型绘制两个方面出发,具体阐述城市三维建模原理、方法与技术,对比分析不同建模方法的特点。     

三维建模系统的综述

一个完整的三维模型重建系统由数据获取、图像分割、图像配准、几何建模和纹理建模五个基本模块构成。其中,图像分割与图像配准算法是三维建模领域的重要研究内容。对基于距离图像和光学强度图像的三维模型重建系统进行综述,对距离图像的分割、距离图像的配准这两项关键技术进行分析和总结,分析比较各种距离图像分割算法和各种图像配准算法。最后,分析比较目前国际上几个典型的三维建模系统。     

基于X波段雷达的海洋动力学参数提取算法初步研究

从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。     

基于DEM的SAR图像模拟

针对SAR图像模拟方法进行了深入研究,提出了一种新的SAR图像模拟方法。该方法引入并改进信号模拟中经常使用的小面单元模型,并对SAR图像的阴影特征进行了分析;给出了一种高效判断阴影区域的算法。使用该方法对某一山地区域的DEM数据进行了SAR图像的模拟实验。实验结果表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像纹理一致,很好地反映了起伏地区SAR图像的几何特征,取得了理想的效果。     

基于DEM的SAR图像模拟

针对SAR图像模拟方法进行了深入研究,提出了一种新的SAR图像模拟方法.该方法引入并改进信号模拟中经常使用的小面单元模型,并对SAR图像的阴影特征进行了分析;给出了一种高效判断阴影区域的算法.使用该方法对某一山地区域的DEM数据进行了SAR图像的模拟实验.实验结果表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像纹理一致,很好地反映了起伏地区SAR图像的几何特征,取得了理想的效果.     

结构信息约束的三角网格模型简化方法

针对经典的二次误差度量边塌陷网简化算法存在的模型边缘缺损、三角面形状和拓扑异常等问题,该文在此基础上改进算法,提出一种基于结构信息约束的网简化方法.算法考虑三角面的形状和法向在边塌陷前后的变化,将这些结构变化信息量化与二次误差度量组成复合塌陷代价值;同时给出一种三角面间压覆检测方法,将检测结果作为边塌陷决定条件之一,以此来保护三角面的形状和三角网的流形拓扑结构;此外,通过重新定义边界点的二次误差矩阵,自适应地提升边界点所在边的塌陷阈值,从而实现在简化过程中对模型边缘的保护.实验结果表明,该文方法得到的简化三角网边缘完整,算法鲁棒地维护最佳三角面形状和流形拓扑结构,有效地改善了重建三维模型的效果.     

利用TM高光谱图像提取青藏高原喀喇昆仑山区现代冰川边界

采用阈值法、监督分类、非监督分类、谱间关系法对冰川的TM图像进行了分类,证明利用比值图像取阈值是对冰川区图像分类的有效手段。对图像处理的结果进行了分析和解释,并指出了存在的问题。     

K-means聚类引导的无人机遥感图像阈值分类方法

针对无人机获取的高分辨率遥感图像分类需求,提出一种K-means聚类引导的阈值分类方法.首先计算出无人机遥感图像数据集的Average Silhouette值,作为K-means的最优聚类数目;然后对原始图像进行K-means聚类初分割,对初分割结果中的非目标区域进行手工剔除;再对处理之后的新对象进行阈值分割和图像优化...