三维重建算法研究综述

第２７卷第４期　２０１０年４月　计算机应用研究　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２０１０　

自适应的三维分形地形重建算法研究术　

何文斌　一，牛铮　，梁利姣　

（１．中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室，北京１００１０１；２．东莞理工学院计算机学院，广东　

东莞５２３８０８；３．东莞理工学院城市学院，广东东莞５２３１０６）　

摘要：针对常规三维分形地形重建算法具有的速度慢、插值点分布不均匀、参数设置复杂等缺点，提出自适应　

的三维分形地形重建算法：该算法根据地形的起伏特征自动确定垂直压缩因子，根据子域面积进行均匀插值。　

实验结果表明，该方法插值效率更高，所获得的插值曲面更加真实，与常规分形插值相比具有一定的优越性。　

关键词：分形插值；迭代函数系统；自适应算法；基于概率的分形重建　中图分类号：ＴＰ３０１．６　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—３６９５（２ｏｌｏ）０４一ｌ２８９—０４　

ｄｏｔ：１０　３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００１—３６９５．２０１０．０４．０２３　

Ａｄａｐｔｉｖｅ　３　Ｄ　ｆｆａｃｔａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｏｆ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｐｒｏｆｉｌｅ　

ＨＥ　Ｗｅｎ．ｈｉｎ　．ＮＩＵ　Ｚｈｅｎｇ　．ＬＩＡＮＧ　Ｌｉ—ｊｉａｏ　

（１．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅ）Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ。，　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　４ｃａｄｅｍ）　Ｓｃｉｅｍ：ｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　００１０１，　Ｃｈｉｎａ：２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇ），Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５２３８０８，Ｃｈｉｎｎ；３．Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｃｉｔｙ，Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒ＊　

Ｑ　Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　

：ｇ（ｆ＋１，　，ｋ）一ｇ（ｉ一１，Ｊ，七）　（４）　

＝ｇ（ｉ，Ｊ＋１，ｋ）一ｇ（ｉ，Ｊ一１，ｋ）　（５）　

ｇ（ｉ，Ｊ，ｋ＋１）－ｇ（ｉ，Ｊ，ｋ一１）　（６）　

６　

）　＋（Ｇｙ）　＋（　）　

ｇ（ｉ，Ｊ，ｋ）表示点（ｉ，Ｊ，ｋ）的灰　

亥算法使用ＰＣＮＮ分割算法对医　

列进行分割，去除了图像中无关　

｝把目标图像区域作为ＭＣ算法的　传统ＭＣ算法，不但加快了重构　

ｊ且最终的三维显示效果也较好。　

生长的方式进行体元检测，减少　

元的检测时间，采用中点代替插　

ｊ整数运算代替浮点运算，这两方　大大提高了三维的重建速度。　

虱４分别是在采用ＰＣＮＮ活动轮廓　

密组织和膝关节图像序列自动分　学术论坛　

割的基础上采用本算法进行三维重建后的　分割及其应用将是今后要研究课题。　效果图。　

４结语　

本文对医学数字图像的感兴趣区域　

分割和三维重建两个主要处理过程的算　

法进行深入研究和改进，将脉冲神经网　

络（ＰＣＮＮ）较强的抗干扰性和活动轮廓模　

型自动的图像序列分割方法进行有效结　

合，大大提高了图像分割的速度和质量，　

为下一步的三维重建提供了较高质量的　

素材。在所得到的感兴趣区域图像序列基　

础上，利用Ｍａｒｃｈｉｎｇ　Ｃｕｂｅｓ重建算法对其　

进行快速的三维面绘制，得到对应器官　

的三维图像。　

虽然该算法可较好、较快地实现图像　

的分割和重建，但不利于在实际的医疗环　

境中应用，所以基于三维空间的直接三维　

３　脑瘤三维重建效果图　图４膝关节三维重建效果图　

页）　述建筑空间给人的心里感受，同　

可以针对一句给人带来何种感受　问的描述来设计建造这个空间。　

的词语，对应着能够表达这种感　

空间所特有的空间组成词汇。研　ｌＬ十的语法就是为了对不同类行建　

，风格和常用的一些语汇类型进　总结形成一套建筑特有的语法，　

设计的时候我们可以遵循这种　

殴计能够更准确的表达出设计者　

三维重建方法综述

三维重建方法大致分为两个部分1、基于结构光的 2、基于图片的。这里主要对基于图

片的三维重建的发展做一下总结。基于图片的三维重建方法：

基于图片的三维重建方法又分为双目立体视觉；单目立体视觉。

A双目立体视觉：

这种方法使用两台摄像机从两个(通常是左右平行对齐的，也可以是上下竖直对齐的)视

点观测同一物体，获取在物体不同视角下的感知图像，通过三角测量的方法将匹配点的视差

信息转换为深度，一般的双目视觉方法都是利用对极几何将问题变换到欧式几何条件下，然

后再使用三角测量的方法估计深度信息这种方法可以大致分为图像获取、摄像机标定、特征

提取与匹配、摄像机校正、立体匹配和三维建模六个步骤。王涛的毕业论文就是做的这方面

的工作。双目立体视觉法的优点是方法成熟，能够稳定地获得较好的重建效果，实际应用情

况优于其他基于视觉的三维重建方法，也逐渐出现在一部分商业化产品上;不足的是运算量

仍然偏大，而且在基线距离较大的情况下重建效果明显降低。

代表文章：AKIMOIOT Automatic creation of 3D facial models 1993

CHENCL Visual binocular vison systems to solid model reconstruction 2007

B基于单目视觉的三维重建方法:

单目视觉方法是指使用一台摄像机进行三维重建的方法所使用的图像可以是单视点的

单幅或多幅图像，也可以是多视点的多幅图像前者主要通过图像的二维特征推导出深度信

息，这些二维特征包括明暗度、纹理、焦点、轮廓等，因此也被统称为恢复形状法（shape from

X）

1、明暗度（shape from shading SFS）

通过分析图像中的明暗度信息，运用反射光照模型，恢复出物体表面法向量信息进行三

维重建。SFS方法还要基于三个假设a、反射模型为朗伯特模型，即从各个角度观察，同一

点的明暗度都相同的;b、光源为无限远处点光源;c、成像关系为正交投影。

三维人体与服装仿真建模技术综述

摘要：

三维人体及服装建模始终是计算机图形学和服装CAD领域的热点和难点1。三维人体建模作为计算机人体仿真的一个组成部分,一直是人们研究的热点之一。自交互式计算机图形学诞生之日起,就有学者不断探索计算机人体建模技术2。在服装CAD、网络虚拟试衣、三维人体动画和游戏等应用领域，都面临着如何解决真实人体与服装的三维重建问题，即人体与服装的真实感虚拟建模3。随着计算机技术的发展，以计算机为工具绘制三维效果图和款式图成为主流，极大地提高了设计效率目前三维动画软件在平面设计产品设计建筑装潢影视动漫等领域已经开始广泛应用三维数字技术作为设计表现的一种新的手段4，使设计师能更好地理解和感受产品的功能形态空间色彩人机关系，是体现设计师设计思想和设计方案的最有力手段；能以最直观的方式向消费者表达设计创意，具有传统设计方式无法比拟的优势5，三维服装设计逐渐成为一个必然的趋势。

关键词：三维人体 服装建模 三维服装 人体仿真 opengl CAD

目前绝大多数服装企业服装设计的过程大致是：构思绘制服装效果图（人体和服装）服装制版（手工或者服装 ）裁剪缝制样衣模特试衣提出修改方案其中最为耗时的部分就是服装样衣裁剪缝制和试衣的过程，这个过程也需要消耗一定的人力和物力，是服装设计环节中成本较高的部分根据三维动画软件的三维仿真功能，我们试图利用三维软件在数字化三维人体上创建三维数字化服装，通过三维数字化服装的仿真模拟，检验服装设计方案的合理性，从而取代传统的服装设计过程利用三维动画软件进行服装设计，其工作过程为：构思三维数字化人体建模三维数字化服装展示提出修改方案显而易见，利用三维模拟进行服装设计工作过程相对于传统服装设计过程流程短成本低效率高为验证此方案的合理性和可行性，通过试验重点研究两个方面的内容：一是高效地建立三维数字化人体模型的研究 ；二是三维数字化服装的研究建立适合服装设计的数字化，人体模型研究数字化。6