在進(jìn)行觀察時(shí),人眼和傳統(tǒng)成像設(shè)備都會(huì)受到遮擋或阻礙,視域受到限制,存在一定的視覺(jué)盲區(qū)。在救援、反恐、偵查等場(chǎng)合中,對(duì)非視域空間的觀察至關(guān)重要,因此非視域成像技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。隨著高精度探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)算法研究的深入,非視域空間的成像成為可能,越來(lái)越多的學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解的基礎(chǔ)上,本文著重研究了非視域成像過(guò)程中的能量傳輸模型,針對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景選擇器件并建模,對(duì)激光非視域成像過(guò)程進(jìn)行了仿真模擬,并以仿真數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進(jìn)行了后期的算法反演和三維重建,分析了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)成像結(jié)果的影響:1)介紹了激光非視域成像及仿真建模的相關(guān)理論,包括成像過(guò)程中的光線傳播跟蹤和能量傳輸模型,探測(cè)器的接收和采樣量化過(guò)程,以及后期的反演算法和三維重建理論。對(duì)非視域成像過(guò)程中的分辨率進(jìn)行了詳細(xì)分析,指出了分辨成像的優(yōu)勢(shì)。2)設(shè)置了有墻面遮擋的非視域場(chǎng)景,讀取圖片置于場(chǎng)景中作為2D目標(biāo),導(dǎo)入三維模型作為3D目標(biāo),采用改進(jìn)的點(diǎn)云跟蹤方法追蹤了場(chǎng)景中的光線傳播,對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行建模,模擬了數(shù)據(jù)采集過(guò)程,計(jì)算了場(chǎng)景的回波分布情況,采集了仿真數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)用于之后的反演算法研究,同時(shí)仿真思路對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的搭建也起到了一定的參考作用。3)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)典橢球反演算法,以模擬采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進(jìn)行目標(biāo)所在空間的反演。通過(guò)網(wǎng)格劃分、數(shù)據(jù)匹配、網(wǎng)格可能性賦值、篩選和輪廓提取,得到目標(biāo)所在的區(qū)域網(wǎng)格,進(jìn)而繪制出目標(biāo)的成像圖。512×512目標(biāo)圖的反演結(jié)果顯示,橢球反演方法在參數(shù)合適的情況下可以對(duì)細(xì)節(jié)較少的2D目標(biāo)進(jìn)行成像,西光所所徽成像結(jié)果與原圖的結(jié)構(gòu)相似性(structural similarity,SSIM)可達(dá)0.9以上,但是該方法對(duì)場(chǎng)景要求比較苛刻,圖像細(xì)節(jié)難以還原,三維bunny模型反演結(jié)果在xy平面投影完全失去了辨識(shí)度。4)實(shí)現(xiàn)了光錐變換反演算法,從成像過(guò)程出發(fā),借助維納濾波的思路,通過(guò)迭代對(duì)非視域空間進(jìn)行逼近反演。光錐變換方法的時(shí)間分辨率、空間分辨率和運(yùn)算量之間具有相關(guān)關(guān)系,對(duì)目標(biāo)本身的性質(zhì)具有很強(qiáng)的容忍性,2D、3D目標(biāo)的反演成像都具有一定的辨識(shí)度。其中256×256的2D圖像反演結(jié)果可以獲得0.5以上的SSIM,3D模型bunny成像在xy平面投影和原始三維模型投影之間的SSIM也達(dá)到了0.54533。5)研究了泊松、貪婪三角形投影和powercrust三種三維重建算法,采用相同點(diǎn)云進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了不同方法不同采樣率的bunny模型重建,對(duì)比了幾種方法的重建效果,其中泊松重建適合于法向量確定的封閉表面重建,貪婪三角形投影重建方法適合于比較均勻的點(diǎn)云,powercrust最適合用于散亂點(diǎn)云的重建。采用powercrust對(duì)bunny模型的LCT反演結(jié)果進(jìn)行了重建,得到了比較完整的表面,優(yōu)化了可視效果。研究結(jié)果表明,采用時(shí)間分辨的方法觀察非視域目標(biāo)的方法是可行的,橢球反演的方法在一定場(chǎng)景下可以得到比較清晰的二維目標(biāo)像,但是無(wú)法用于觀察三維目標(biāo)。光錐變換方法要優(yōu)于橢球反演,可以達(dá)到接近目標(biāo)原始表面的成像結(jié)果,但是系統(tǒng)搭建難度更大�？傮w而言,非視域成像結(jié)果會(huì)受到諸多因素的影響,整體計(jì)算量偏大,成像方法對(duì)系統(tǒng)要求很高,對(duì)場(chǎng)景和目標(biāo)也有比較苛刻的要求,離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;TN249
【部分圖文】：

圖 1.3 RIOPR 與 FOI 成像效果[3]Figure 1.3 Imaging result of RIOPR and FOI典的 OveSteinvall[4]在該項(xiàng)研究中繼續(xù)推進(jìn)，研究了了窗戶不同的反射角度對(duì)反射成像的影響。然后進(jìn)行過(guò)車(chē)蓋反射觀察了相距 1.5m 的人，分析了車(chē)蓋彎曲出了非視域成像在更多領(lǐng)域的應(yīng)用：通過(guò)窗戶觀察屋域成像技術(shù)可以看做是主動(dòng)成像技術(shù)的特殊應(yīng)用，其統(tǒng)發(fā)出脈沖激光照射到反射墻面上特定的掃描點(diǎn)，脈被遮擋的目標(biāo)，攜帶目標(biāo)信息的脈沖激光返回反射面收區(qū)域進(jìn)入探測(cè)器，由成像系統(tǒng)接收。激光照射墻上中介反射面在非視域成像過(guò)程中起到了至關(guān)重要的

激光非視域成像場(chǎng)景仿真與三維重建技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)研究中都有所建樹(shù)，另外，清華大學(xué)、海軍工程試。凱達(dá)等人采用激光距離選通系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，開(kāi)啟中采用的激光器波長(zhǎng)為 532 nm、脈寬 20 ns、頻率 、玻璃等為中介面，進(jìn)行了成像研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明要優(yōu)于落灰玻璃圖像，瓷磚作為中介反射面，成像效選通非視域成像的圖像對(duì)比度模型[10]，分析了成像過(guò)質(zhì)量的影響[9][11][12][13]。韓宏偉完成了采用落灰玻璃進(jìn)行反射的距離選通成碩士研究生翟建華作了關(guān)于精度對(duì)非視域成像影響

圖 1.8 基于光錐變換的共焦成像方法結(jié)果圖[26] Result of confocal imaging method based on light cone tra法及擴(kuò)展應(yīng)用Rohit Pandharkar 等人首次在非視域場(chǎng)景中引入移動(dòng)視域目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡[2][27]，首次擴(kuò)展了激光非視域哈爾濱工業(yè)大學(xué)靳辰飛團(tuán)隊(duì)利用光的直線傳播原理三次激光散射，采用單光子 APD 進(jìn)行探測(cè)，設(shè)置了行了三維成像[28]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳彤;傅中力;;三維重建技術(shù)及其軍事應(yīng)用[J];國(guó)防科技;2015年01期

2 岳延濱;舒田;童倩倩;趙澤英;李莉婕;陳維榕;王虎;;基于激光掃描數(shù)據(jù)的植株三維重建技術(shù)研究[J];農(nóng)技服務(wù);2015年09期

3 高輝;邱兆文;;三維重建技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];軟件導(dǎo)刊;2018年06期

4 蔡金玉;鐘海燕;楊璐丹;劉永光;王剛;;多層螺旋CT三維重建技術(shù)在隱匿性微小骨折診斷中的應(yīng)用[J];蚌埠醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2018年11期

5 蔣冰陽(yáng);劉萍;;三維重建技術(shù)與子宮腺肌病個(gè)體化治療方案的選擇[J];中國(guó)實(shí)用婦科與產(chǎn)科雜志;2017年02期

6 王曉剛;;基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三維重建技術(shù)研究[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年20期

7 張志華;何彥津;;三維重建技術(shù)在眼科中的應(yīng)用[J];國(guó)際眼科雜志;2007年04期

8 劉蓋;李曉鋒;曾憲成;鄭權(quán);余智濤;溫建燔;高鵬;張剛慶;;三維重建技術(shù)在胰腺漿液性囊腺瘤手術(shù)規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J];消化腫瘤雜志(電子版);2017年02期

9 劉萍;陳蘭;;影像學(xué)及三維重建技術(shù)在盆腔器官脫垂診療中的應(yīng)用[J];中國(guó)實(shí)用婦科與產(chǎn)科雜志;2015年04期

10 趙安東;連國(guó)云;劉志剛;;三維重建技術(shù)在寄生蟲(chóng)研究中的應(yīng)用[J];熱帶醫(yī)學(xué)雜志;2012年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王穎穎;張偉成;;數(shù)字減影血管造影的三維重建技術(shù)[A];第三屆全國(guó)數(shù)字成像技術(shù)及相關(guān)材料發(fā)展與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

2 朱世澤;;微機(jī)三維重建技術(shù)在唇腭裂研究中的作用[A];第四屆華東六省一市整形外科學(xué)術(shù)會(huì)議暨2007年浙江省整形、美容學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2007年

3 嚴(yán)f:;顧倩;李文濤;;數(shù)字旋轉(zhuǎn)攝片及三維重建技術(shù)在枕頸部疾病檢查中的應(yīng)用[A];中國(guó)人民解放軍醫(yī)學(xué)會(huì)第九屆放射診療專業(yè)學(xué)會(huì)論文集[C];2005年

4 呂衛(wèi)工;王小玲;徐曉;;CT三維重建技術(shù)[A];2015浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)學(xué)首屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2015年

5 毛蕓;;64排螺旋CT三維重建技術(shù)在絞窄性腸梗阻中的診斷價(jià)值[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十三屆全國(guó)放射學(xué)大會(huì)論文匯編（下冊(cè)）[C];2006年

6 何建斌;吳曉明;;多層螺旋CT三維重建技術(shù)在上頸椎損傷中的臨床應(yīng)用[A];2005年浙江省放射學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2005年

7 畢榮修;;MSCT三維重建技術(shù)對(duì)肱骨近端骨折分型及治療的指導(dǎo)意義[A];第十六屆全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中西醫(yī)結(jié)合手法治療骨傷科疾病新進(jìn)展學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2008年

8 李彬;吉六舟;楊建林;劉義康;徐鵬;熊煒;鄧全成;黃鳳云;睢繼兵;曾亞菲;李洪濤;楊明;曾玉平;;螺旋CT三維重建技術(shù)在診斷膝關(guān)節(jié)骨折中的臨床應(yīng)用價(jià)值分析(附30例報(bào)告)[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

9 鈄偉峰;胡曉峰;李海平;;螺旋CT三維重建技術(shù)在股骨頸骨折中的應(yīng)用[A];2012年浙江省放射學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

10 梁有發(fā);葉斌;石橋;;螺旋CT掃描及CT三維重建技術(shù)在寰樞椎損傷中的臨床應(yīng)用[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十三屆全國(guó)放射學(xué)大會(huì)論文匯編（下冊(cè)）[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 記者 廖明山;三維重建技術(shù)向C端拓展[N];珠海特區(qū)報(bào);2017年

2 張宜春 劉杰;三維重建技術(shù) “再現(xiàn)”昔日加德滿都[N];中國(guó)文化報(bào);2015年

3 朱治德;我國(guó)三維重建技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平顱骨缺損可個(gè)性化修復(fù)[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2004年

4 本報(bào)記者 孫妙凝;三維技術(shù)：將文物“搬進(jìn)”計(jì)算機(jī)[N];中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào);2016年

5 南方日?qǐng)?bào)記者 楊逸 實(shí)習(xí)生 黃紫楓;嶺南先民可能沿西江順流而下嗎[N];南方日?qǐng)?bào);2016年

6 深圳商報(bào)記者 肖晗;“博士后創(chuàng)新講堂”場(chǎng)場(chǎng)精彩[N];深圳商報(bào);2007年

7 本報(bào)記者 常書(shū)香;3800年前都城“邂逅”現(xiàn)代高科技[N];洛陽(yáng)日?qǐng)?bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 沈雁;點(diǎn)線融合三維重建技術(shù)及深度孿生網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別方法研究[D];湖南大學(xué);2018年

2 鐘金鋼;光學(xué)數(shù)字人體形貌三維重建技術(shù)研究[D];暨南大學(xué);2006年

3 王翔;三維重建技術(shù)研究及其在飛行器外形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 許瀚翔;基于三維重建技術(shù)的機(jī)器人外殼定制打印研究與應(yīng)用[D];廈門(mén)大學(xué);2017年

2 鐔京京;激光非視域成像場(chǎng)景仿真與三維重建技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2018年

3 楊曉敏;血管CT三維重建技術(shù)在顏面部皮膚缺損修復(fù)中的應(yīng)用[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2018年

4 劉德偉;三維重建技術(shù)示蹤硅藻進(jìn)入溺亡家兔體內(nèi)路徑及分布研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2018年

5 劉遠(yuǎn);基于視覺(jué)圖像的三維重建技術(shù)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2018年

6 邱恒;病理三維重建技術(shù)在乳腺癌保乳手術(shù)切緣評(píng)估及放療調(diào)整中的應(yīng)用[D];濟(jì)南大學(xué);2018年

7 周慧成;基于圖像的鏡面目標(biāo)三維重建技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2018年

8 石進(jìn)橋;搭載混合視覺(jué)系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)對(duì)大場(chǎng)景的三維重建技術(shù)研究[D];福州大學(xué);2017年

9 張洪龍;基于結(jié)構(gòu)光的室內(nèi)場(chǎng)景精確三維重建技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院);2018年

10 栗雪峰;聯(lián)合ICG清除試驗(yàn)、SPECT和三維重建技術(shù)在肝癌患者行半肝切除術(shù)中的應(yīng)用[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2828530