基于单幅图像的三维形貌恢复研究
三维形貌恢复研究是计算机视觉的一个重要领域。目前，国内外已经发展了各种各样的三维形貌恢复技术。其中，从阴影恢复形状(SFS)是计算机视觉三维形貌恢复的关键技术之一，其利用单幅图像中物体表面的明暗变化来恢复表面各点的相对高度和表面法向等参数值，为进一步对物体进行三维重构奠定基础。该技本简单易于实现，可用于各种其他方法难以应用的场合。
本文研究的三维形貌恢复方法，根据单幅图像上物体的灰度变化恢复出物体0～180°范围内的三维尺寸。本文从SFS问题的研究背景出发，介绍了这方面的一些重要进展，并对各种三维形貌恢复方法进行了比较分析。在此基础上，汲取已有算法的优势，设计出一种基于单幅图像进行三维形貌恢复的方法，其更为简单实用。硬件系统仅包括摄像系统和计算机，工作方式利用简单的透镜成像原理。本研究的核心思想是利用二维图像中留下的3D线索——灰度信息，在光源坐标系下计算与每个象素点对应的表面法向矢量信息，通过坐标旋转到图像坐标系中，得到与物体相关的三维尺寸。本文采用多种实验对象，对算法进行了可行性验证，并用MATLAB将三维恢复结果进行了模拟。论文对恢复精度进行了分析。
本文介绍的三维恢复方法可应用于不同领域，如医学、气象、遥感，模型制造及快速原型领域及一些人所不能及的特殊领域。本方法还可用作于其他三维恢复方法的辅助分析法，帮助进行局部三维信息分析。
三维形貌恢复;图像处理;表面法向矢量;精度分析;计算机视觉
山东科技大学
硕士
机械电子工程
赵永瑞
2005
中文
TP391.41
65
2006-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）