GPU并行计算加速的实时可视外壳三维重建及其虚实交互 被引量：13

1

作者 邵绪强 聂霄 王保义 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期52-61,共10页

针对现有的基于图像的三维重建方法难以实现真实物体的快速三维重建,无法满足虚实交互等应用需求的问题,提出一种基于GPU并行计算的实时三维重建及其虚实交互方法.首先把物体所在空间剖分成具有数据独立性的体素集合,结合可视外壳重建... 针对现有的基于图像的三维重建方法难以实现真实物体的快速三维重建,无法满足虚实交互等应用需求的问题,提出一种基于GPU并行计算的实时三维重建及其虚实交互方法.首先把物体所在空间剖分成具有数据独立性的体素集合,结合可视外壳重建算法和精确行进立方体算法并行遍历每个体素得到体素状态序列;然后并行压缩体素状态序列得到非空体素集合,对非空体素进行并行三角形网格化,并利用图形硬件的多重纹理映射和可编程功能进行基于像素的纹理映射;最后假定虚拟物体的粒子为运动受限的拉格朗日流体粒子,重建物体网格顶点为流体边界,通过流体动力学方程的并行光滑粒子动力学方法求解来计算虚实交互.实验结果表明,该方法在GPU上进行完全并行求解,在32×32×32的空间剖分精度下,实现了实时三维重建和20帧/s左右的虚实交互计算,适用于计算机图形学和虚拟现实等领域中的虚实交互应用. 展开更多

关键词 可视外壳 三维重建 GPU并行计算 虚实交互 实时模拟

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一种可视外壳的快速拓扑生成算法 被引量：3

2

作者 余峰 陈越 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2004年第5期604-610,共7页

针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余及壮健性不足等问题 ,提出了一种新的从阴影图像中快速重构物体可视外壳的壮健的算法 ,即首先利用物体表面的拓扑结构直接生成外壳 ,然后使用改进的 Surface Net算法光滑三维表面 ,从而在保留经... 针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余及壮健性不足等问题 ,提出了一种新的从阴影图像中快速重构物体可视外壳的壮健的算法 ,即首先利用物体表面的拓扑结构直接生成外壳 ,然后使用改进的 Surface Net算法光滑三维表面 ,从而在保留经典的体求交方法壮健性的基础上 ,克服了对于物体内部点的冗余计算和存储问题 ,不仅使得计算的时间复杂度降低到仅线性依赖于外壳上结点的数目 ,而且降低了像片数对算法复杂度产生的影响 ,实验结果表明 ,在算法复杂度和壮健性上优于诸如八叉树等传统可视外壳算法。 展开更多

关键词 可视外壳 拓扑生成算法 拓扑结构 SurfaceNet算法 冗余计算 像片数 计算机视觉

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一种鲁棒的可视外壳生成算法

3

作者 程铭 娄银霞 +1 位作者 刘先锋 文高进 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第2期751-753,763,共4页

针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余、精确度低、健壮性不足等问题,提出了一种新的可视外壳生成算法,即采用加权线段求交、线段集合中心线性过滤、多边形边界检测等方法重建物体模型。与传统方法相比,本算法能够更稳定地计算线段交... 针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余、精确度低、健壮性不足等问题,提出了一种新的可视外壳生成算法,即采用加权线段求交、线段集合中心线性过滤、多边形边界检测等方法重建物体模型。与传统方法相比,本算法能够更稳定地计算线段交集,表面边界提取更加准确,重建结果精确逼近真实物体。实验表明,通过该算法计算的物体可视外壳能够更好地逼近真实模型,精度高。 展开更多

关键词 可视外壳 侧影轮廓 线段相交 三维重建

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多视角可视外壳生成算法

4

作者 郭清溥 程铭 郭永锋 《河南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第3期303-306,共4页

提出一种从图像序列重建三维物体多面体的算法,与传统算法相比,具有数据冗余度较低、精度较高、健壮性较好等优点.实验结果表明,使用该算法计算、生成的物体可视外壳更加逼近真实物体.

关键词 多视角 可视外壳 三维重建 线段相交

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基于深度图的可视外壳凹面优化

5

作者 陈国军 韦鑫 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2508-2513,共6页

传统基于RGB图像的可视外壳能恢复物体的外围轮廓却无法还原物体的凹面部分,而基于深度图像的可视外壳虽然可以还原凹面域,但其结果的边缘粗糙,轮廓不明晰。深度图像与RGB图像的可视外壳融合的计算方法,是为解决单一方式的可视外壳不足... 传统基于RGB图像的可视外壳能恢复物体的外围轮廓却无法还原物体的凹面部分,而基于深度图像的可视外壳虽然可以还原凹面域,但其结果的边缘粗糙,轮廓不明晰。深度图像与RGB图像的可视外壳融合的计算方法,是为解决单一方式的可视外壳不足而提出的,它基于体素剖分的思想,根据深度图和RGB图像分别构建可视外壳,根据两种可视外壳的计算结果进行凹面分析和可视外壳融合,利用CUDA基于GPU实现并行加速。实验表明:融合算法能够还原出具有复杂凹面域物体的可视外壳,并且有良好的精度及实时性。 展开更多

关键词 深度图 可视外壳 凹面还原 三维重建

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基于MapReduce的图像序列可视外壳绘制方法

6

作者 周文晖 程鹤群 +1 位作者 孟影 章清锋 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2015年第6期55-59,共5页

设计并实现了一种基于MapReduce架构的图像序列可视外壳并行绘制方法。首先,20个像机组成的环形像机阵列对物体进行图像采集。其次,获取物体的多视角图像序列后,使用一个6个节点的计算机集群对物体的可视外壳进行并行绘制。针对数据读写... 设计并实现了一种基于MapReduce架构的图像序列可视外壳并行绘制方法。首先,20个像机组成的环形像机阵列对物体进行图像采集。其次,获取物体的多视角图像序列后,使用一个6个节点的计算机集群对物体的可视外壳进行并行绘制。针对数据读写受HDFS性能制约的问题,采用基于分布式内存方法进一步提升速度。实验结果表明,MapReduce框架能很好地应用于可视外壳的绘制。与传统单机处理相比,MapReduce框架性能不仅具有很大优势,而且其分布式内存可以很好地解决HDFS的磁盘约束问题,带来更大的性能提升。 展开更多

关键词 可视外壳 分布式计算 大数据 实时性

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用飞行时间相机优化可视外壳的实时三维重建算法 被引量：5

7

作者 王聪 周忠 吴威 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期494-501,共8页

在基于图像的三维重建领域中,基于轮廓或立体匹配的实时三维重建算法精度很低,而高精度的三维重建算法需要像素级能量最优化,很难做到实时.针对这个问题,提出一种用飞行时间相机拍摄得到的深度图优化可视外壳方法的实时三维重建算法.首... 在基于图像的三维重建领域中,基于轮廓或立体匹配的实时三维重建算法精度很低,而高精度的三维重建算法需要像素级能量最优化,很难做到实时.针对这个问题,提出一种用飞行时间相机拍摄得到的深度图优化可视外壳方法的实时三维重建算法.首先使用一种简化的深度标定方法对深度数据进行误差修正;然后根据两种相机得到的数据构造粗糙网格模型;最后进行局部搜索匹配,对模型表面进行像素块的优化.实验结果表明,该算法比同类算法的实时性高,且能够有效地处理模型表面的凹多边形,比可视外壳算法的精度有较大改善. 展开更多

关键词 飞行时间相机 可视外壳 颜色匹配 实时三维重建

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采用变形模型的图像序列可视外壳计算方法 被引量：5

8

作者 徐健 吴晓军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期619-624,631,共7页

针对基于图像序列变形模型三维重建中至关重要的初始模型计算问题,提出一种基于图像序列计算可视外壳的方法.该方法基于Snake活动轮廓变形模型,将真实物体可视外壳的计算问题转化为初始曲面通过内外力作用驱动收敛于目标物体的问题.以... 针对基于图像序列变形模型三维重建中至关重要的初始模型计算问题,提出一种基于图像序列计算可视外壳的方法.该方法基于Snake活动轮廓变形模型,将真实物体可视外壳的计算问题转化为初始曲面通过内外力作用驱动收敛于目标物体的问题.以真实物体图像序列中提取的物体轮廓为输入,根据轮廓信息和光滑度信息计算内力及轮廓力大小,驱动球体初始曲面变形收敛于可视外壳;在变形过程中加入删除短边、分裂长边、对角线翻转等网格优化操作,以避免发生网格错乱.实验结果表明,文中方法有效地克服了传统的基于体元素细分产生网格算法网格质量不高的缺点,且参数可调,易于实现,占用内存少,生成的曲面更加光滑,细节恢复效果理想. 展开更多

关键词 变形模型 可视外壳 图像序列 三维重建

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基于可视外壳的cage生成 被引量：1

9

作者 陈雪 刘涛 冯结青 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2379-2390,共12页

借助cage作为代理几何来处理高精度复杂模型,正成为计算机动画与几何造型中的一种重要方法.目前,已有的cage生成算法尚缺乏普适性,很大程度上依赖于几何的表示和模型的复杂度.因此,提出一种基于可视外壳的cage生成算法.通过逆向模拟计... 借助cage作为代理几何来处理高精度复杂模型,正成为计算机动画与几何造型中的一种重要方法.目前,已有的cage生成算法尚缺乏普适性,很大程度上依赖于几何的表示和模型的复杂度.因此,提出一种基于可视外壳的cage生成算法.通过逆向模拟计算机视觉领域可视外壳的生成过程获取cage,以实现cage生成与几何表示和模型复杂度无关的目标.实验结果表明,该方法易于实现且效率高. 展开更多

关键词 cage生成 可视外壳 网格优化

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基于光线追踪重构可视外壳的算法误差分析 被引量：1

10

作者 陈钰雯 陈越 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期243-247,299,共6页

针对二维图像三维重构时对输入数据精度要求比较高的问题,采用Maya建模,运用直接线性变换(DLT)定标系统进行定标实验.对于各种输入扰动进行测试与误差分析,总结出各种输入误差的影响,并使用光线追踪算法进行重构实验,检测参数的误差对... 针对二维图像三维重构时对输入数据精度要求比较高的问题,采用Maya建模,运用直接线性变换(DLT)定标系统进行定标实验.对于各种输入扰动进行测试与误差分析,总结出各种输入误差的影响,并使用光线追踪算法进行重构实验,检测参数的误差对最后重构结果造成的影响.相机定位不精确会对重构物体的完整性造成较大的影响,照片边界坐标不精确、旋转角度不精确会根据偏差的程度,在相应的坐标轴方向上对重构结果造成影响.通过分析误差对重构结果偏差的影响,设计调整输入可以减小重构误差的方案. 展开更多

关键词 三维重构 光线追踪 可视外壳

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数据库的可视外壳接口

11

作者 Lawre.,A 白翎 《软件》 北大核心 1989年第11期917-927,共11页

关键词 数据库 可视外壳接口 用户接口

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帧间一致性的八叉树可视外壳三维重建

12

作者 李霞 《中国石油大学胜利学院学报》 2012年第1期24-26,共3页

针对动态物体三维重建计算量大的问题,提出利用帧间一致性的动态物体可视外壳重建算法。算法采用八叉树的存储结构,利用帧间一致性,判断前一帧重建的可视外壳边界体素的邻域体素状态,生成后续帧的可视外壳。相比于每次从八叉树的根节点... 针对动态物体三维重建计算量大的问题,提出利用帧间一致性的动态物体可视外壳重建算法。算法采用八叉树的存储结构,利用帧间一致性,判断前一帧重建的可视外壳边界体素的邻域体素状态,生成后续帧的可视外壳。相比于每次从八叉树的根节点开始判断的方法,帧间一致性算法减少了判断次数,提高了算法效率。试验结果表明,该算法有效地减少了计算量。 展开更多

关键词 三维重建 可视外壳 帧间一致性 八叉树

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体素可视外壳并行优化建模方法

13

作者 张淑军 吴威 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期686-692,共7页

基于体的可视外壳重建不需要复杂的几何计算,易于实现,但其精度和效率仍不理想。提出一种基于统一计算架构(CUDA)和行进立方体(MC)的体素可视外壳并行优化建模方法,将体素相交判断和等值面抽取过程并行分解,利用CUDA的内核多线程机制加... 基于体的可视外壳重建不需要复杂的几何计算,易于实现,但其精度和效率仍不理想。提出一种基于统一计算架构(CUDA)和行进立方体(MC)的体素可视外壳并行优化建模方法,将体素相交判断和等值面抽取过程并行分解,利用CUDA的内核多线程机制加速建模;在MC网格化阶段,提取准确交点并消除冗余边计算;利用像素着色器实现混合权重的纹理映射,提高模型精度。在多摄像机采集装置D reamW orld上的实验结果表明,本文方法能够对多个动态物体进行实时准确的3维建模。 展开更多

关键词 可视外壳 实时建模 统一计算架构(CUDA) 行进立方体 体素

原文传递

基于双视角的可见外壳三维重建研究 被引量：4

14

作者 张志佳 王博实 +2 位作者 李雅红 齐芳 张威 《计算机技术与发展》 2015年第3期50-53,共4页

针对双目视觉重建方法在三维重建过程中步骤繁琐与重建效果不理想的问题,文中提出了一种基于双视角下可见外壳的三维重建方法。该方法主要借助平面镜成像原理,在不同视角拍摄包含物体与其成像的两幅图像,并根据成像原理确定物体之间的... 针对双目视觉重建方法在三维重建过程中步骤繁琐与重建效果不理想的问题,文中提出了一种基于双视角下可见外壳的三维重建方法。该方法主要借助平面镜成像原理,在不同视角拍摄包含物体与其成像的两幅图像,并根据成像原理确定物体之间的位置关系。通过相机与周围物体的运动关系求得相机参数,实现相机自标定。然后根据阈值分割及区域生长算法处理边缘信息得到目标轮廓,通过可见外壳方法计算侧影轮廓线,连接轮廓线形成重建模型。该方法通过自适应可见外壳种子体素生长在不了解物体先验知识的情况下完成重建。文中对比文献"基于图像轮廓的三维重建方法"中的单视角重建物体方法,提出了双视角重建物体模型方法。实验结果表明,双视角重建方法简单实用,生成的三维模型准确真实。 展开更多

关键词 相机自标定 图像预处理 侧影轮廓线 可视外壳 三维重建

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联合LBS和Snake的3D人体外形和运动跟踪方法 被引量：9

15

作者 陈加 吴晓军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期357-363,371,共8页

为了解决基于多目视频轮廓信息的3D人体外形和运动跟踪问题,提出一种联合线性混合蒙皮和Snake变形模型的算法框架.首先建立人物对象的蒙皮模型,以每一帧多目同步视频的轮廓作为输入,采用一种基于剪影轮廓的可视外壳重建算法,使得作为3D... 为了解决基于多目视频轮廓信息的3D人体外形和运动跟踪问题,提出一种联合线性混合蒙皮和Snake变形模型的算法框架.首先建立人物对象的蒙皮模型,以每一帧多目同步视频的轮廓作为输入,采用一种基于剪影轮廓的可视外壳重建算法,使得作为3D特征的可视外壳保持了局部细节且更加光滑;并使用关节型迭代最近点算法进行匹配以捕获出每一帧骨架子空间下的人物3D外形及运动;再一次使用当前帧的多目轮廓信息,让Snake内外力共同作用于人物网格模型上的顶点,使之自由地趋近于目标对象.使用带ground-truth的合成数据进行对比实验的结果表明,该方法因同时使用3D误差约束和2D误差约束,提高了跟踪精度. 展开更多

关键词 可视外壳 3D运动跟踪 线性混合蒙皮 SNAKE

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多视图像的三维重建并行计算仿真平台 被引量：2

16

作者 陈国军 牛玉美 申宝明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期72-75,共4页

针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外... 针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外壳。在此平台上将基于体素的可视外壳生成算法转化为CUDA线程块并行计算,仿真实验表明加速效果明显。 展开更多

关键词 三维重建 可视外壳 GPU通用计算 CUDA 并行计算

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基于轮廓投影的盆栽水稻三维重建方法研究 被引量：3

17

作者 吴丹 叶军立 +4 位作者 王康 耿泽栋 付晶波 刘凌波 杨万能 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期87-95,共9页

近几年,基于图像的高通量水稻表型研究取得了极大进展,但从三维层面进行研究的工作则相对较少。一般而言,相对于二维图像,从三维模型中能提取更为全面的性状参数。三维模型重建是作物三维表型研究的基础,提出一种适用于盆栽水稻三维点... 近几年,基于图像的高通量水稻表型研究取得了极大进展,但从三维层面进行研究的工作则相对较少。一般而言,相对于二维图像,从三维模型中能提取更为全面的性状参数。三维模型重建是作物三维表型研究的基础,提出一种适用于盆栽水稻三维点云的重建方法。该方法在相机固定、样本旋转的拍摄模式下获取水稻多视角图像,根据相机标定参数以及水稻轮廓二值图,通过轮廓投影方法重建水稻三维可视外壳点云模型,并通过反投影方法进行点云着色。结果表明,该方法对于不同时期及不同品种的水稻样本均能取得较好重建效果。 展开更多

关键词 水稻表型 三维重建 可视外壳

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利用图像轮廓的相机自标定和三维建模 被引量：1

18

作者 丁晓东 杨旭波 陈一帆 《微计算机信息》 2009年第28期107-109,共3页

本文提出一种基于图像轮廓进行相机自标定并计算投影矩阵从而恢复物体三维模型的方法。首先使用镜面反射从图像中获取物体的多角度成像并利用阈值和边缘提取得到图像的轮廓信息,再结合对极几何对图像轮廓的限制条件确定相机的投影参数,... 本文提出一种基于图像轮廓进行相机自标定并计算投影矩阵从而恢复物体三维模型的方法。首先使用镜面反射从图像中获取物体的多角度成像并利用阈值和边缘提取得到图像的轮廓信息,再结合对极几何对图像轮廓的限制条件确定相机的投影参数,最后使用可视外壳技术拟合出物体三维模型。 展开更多

关键词 相机标定 轮廓线 可视外壳 图像建模

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采用平面-空间颜色局部一致性的点云模型描述 被引量：1

19

作者 黄初华 鲁东明 刁常宇 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1297-1303,共7页

为了避免在建模过程中对动态模型进行网格化处理和纹理映射,获得较高的建模速度及良好的模型外观,提出一种基于点云模型的动态物体模型重建方法.通过分水岭分割原理进行图像分割并提取分水岭轮廓;然后采用剪影轮廓序列建模方法重建物体... 为了避免在建模过程中对动态模型进行网格化处理和纹理映射,获得较高的建模速度及良好的模型外观,提出一种基于点云模型的动态物体模型重建方法.通过分水岭分割原理进行图像分割并提取分水岭轮廓;然后采用剪影轮廓序列建模方法重建物体的稀疏点云模型;最后根据平面-空间颜色局部一致性原理扩充模型,获得稠密点云模型.实验结果表明,该方法能够快速生成紧致性描述且具有外观表象的三维模型. 展开更多

关键词 三维建模 可视化外壳 点云模型 分水岭轮廓 平面-空间颜色局部一致性

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透明刚体非侵入式三维重建技术研究进展 被引量：3

20

作者 潘智辉 陈睿 +1 位作者 胡昌平 徐静 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第8期86-94,共9页

三维重建在自动驾驶、元宇宙等工业领域有着重要的应用前景。其中,透明刚体的三维重建由于其复杂的成像规律在重建过程中存在一定挑战。本综述回顾了透明刚体的三维重建技术,重点介绍了基于优化可视外壳的方法和基于深度学习的方法,讨... 三维重建在自动驾驶、元宇宙等工业领域有着重要的应用前景。其中,透明刚体的三维重建由于其复杂的成像规律在重建过程中存在一定挑战。本综述回顾了透明刚体的三维重建技术,重点介绍了基于优化可视外壳的方法和基于深度学习的方法,讨论了基于可视外壳重建的原理和各类优化方法,还讨论了基于深度学习的RGB-D深度补全和多视图方法,并介绍了目前透明物体的数据集,最后对可能的发展方向进行了讨论和展望。 展开更多

关键词 三维重建 透明物体 可视外壳 深度学习

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