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Matlab代码-IST的Robust Photometric Stereo: 稳健的光度立体声

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简介:
本资源提供基于MATLAB的稳健光度立体视觉(Robust Photometric Stereo)实现代码,采用IST方法处理光照变化和噪声影响,适用于三维表面重建。 由大阪大学及JSPS KAKENHI资助(编号JP16H01732)的Matsushita Yayyuki撰写的MATLAB代码,在Python中实现了强大的光度学立体声技术,这是基于作者在Microsoft Research Asia和大阪大学期间与外部合作伙伴共同完成的研究成果的一部分。这项研究的时间跨度为2010年至2018年。 什么是光度立体声?这是一种由伍德汉姆首次提出的图像处理方法,通过从固定视点但在不同照明条件下记录的一组图像来确定场景表面的法线方向。 那么,何谓稳健的光度学立体声呢?传统的光度学立体声采用最小二乘回归(或L2残差最小化),容易受到大离群值的影响。例如,在使用朗伯反射率和局部照明模型的情况下,镜面高光及阴影会被视为离群值,从而影响表面法线的估计准确性。 相比之下,稳健的光度学立体声采用稀疏回归方法来忽略这些异常值。此代码实现了L1残差最小化、稀疏贝叶斯学习(SBL)以及强大的主成分分析(RPCA)。此外,该软件还支持常规的L2残差最小化或最小二乘法。 如何使用?下载此软件包并运行演示代码即可开始使用。

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  • Matlab-ISTRobust Photometric Stereo:
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    本资源提供基于MATLAB的稳健光度立体视觉(Robust Photometric Stereo)实现代码,采用IST方法处理光照变化和噪声影响,适用于三维表面重建。 由大阪大学及JSPS KAKENHI资助(编号JP16H01732)的Matsushita Yayyuki撰写的MATLAB代码,在Python中实现了强大的光度学立体声技术,这是基于作者在Microsoft Research Asia和大阪大学期间与外部合作伙伴共同完成的研究成果的一部分。这项研究的时间跨度为2010年至2018年。 什么是光度立体声?这是一种由伍德汉姆首次提出的图像处理方法,通过从固定视点但在不同照明条件下记录的一组图像来确定场景表面的法线方向。 那么,何谓稳健的光度学立体声呢?传统的光度学立体声采用最小二乘回归(或L2残差最小化),容易受到大离群值的影响。例如,在使用朗伯反射率和局部照明模型的情况下,镜面高光及阴影会被视为离群值,从而影响表面法线的估计准确性。 相比之下,稳健的光度学立体声采用稀疏回归方法来忽略这些异常值。此代码实现了L1残差最小化、稀疏贝叶斯学习(SBL)以及强大的主成分分析(RPCA)。此外,该软件还支持常规的L2残差最小化或最小二乘法。 如何使用?下载此软件包并运行演示代码即可开始使用。
  • 计算机视觉中朗伯法(Lambertian Photometric Stereo
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    计算机视觉中,朗伯光度立体法是一种通过分析不同光照方向下的物体图像来估计表面深度和曲率的技术。 使用Matlab通过光度立体法处理bear、buddha、cat和pot四类图像,并考虑阴影和高光的影响。在处理过程中,按照一定比例删除最亮和最暗的像素点,然后利用最小二乘法得到Albedo图、Normal图以及重新渲染后的Re-rendered图(当观察方向与照明方向一致时,使用Albedo图和Normal图进行图像重建)。该资源包含Matlab程序(包括数据输入输出及核心算法)和相关数据集。欢迎大家积极点赞并评论,博主会定期回复。
  • MATLAB统计学(Robust Statistics)工具包
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    简介:MATLAB的稳健统计学工具包提供了一系列用于数据分析和模型构建的鲁棒方法,有效应对异常值和数据偏差,确保结果的可靠性和准确性。 一个在统计学领域非常权威的MATLAB应用工具包包含超过50个可调用函数,如robpca、MCD、fastMCD、classSVD和kernelEVD等。该工具包对于从事统计学、稳健统计学以及粗差判别领域的研究人员来说是不可或缺的资源。
  • Matlab实现视觉
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    简介:本文介绍了使用MATLAB编程语言实现光度立体视觉技术的过程,通过分析不同光照条件下的物体图像来重建其表面几何形状和反射特性。 光度立体视觉的代码是使用MATLAB2016b软件编写的。流程包括:读取图像、光源标定、计算法向量和反射率以及计算Depth。
  • 基于 photometric stereo 3D 重建 - 开源项目
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    本开源项目致力于开发基于photometric stereo技术的三维重建工具,通过分析多视角图像中的光照信息来构建精确的3D模型。 已经提出了3D表面重建技术,该技术可以从仅2D数字图像的集合中恢复现实世界中的物体。这项技术在许多应用领域非常有用,包括机器人导航、地形建模、远程手术、形状分析、计算机交互、科学可视化、电影制作和计算机辅助设计等。在这项工作中,我们研究了光度立体方法作为单视图3D重建的技术,并通过合成数据进行了实验验证。此外,该技术的Matlab实现也是可用的。我的同事是Z. Alavi夫人。
  • 变分贝叶斯推断Matlab-Robust-Streaming-Tensor-Factorization:流张量因子分解
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    本项目提供了一套基于变分贝叶斯方法的Matlab代码,用于执行稳健的流式张量因子分解。通过优化算法处理大规模动态数据集,实现对复杂模式的有效识别和预测。 变分贝叶斯推断matlab代码稳健流张量因式分解此存储库包含与将出现在IEEE ICDM 2018上的论文“Variational Bayesian Inference for Robust Streaming Tensor Factorization and Completion”相关的代码。论文作者是和。有关此代码的问题,请联系Cole Hawkins。我们的贡献包含在文件“streaming_bayesian_completion.m”中。我们的代码需要Matlab Tensor Toolbox:要运行OLSTEC文件夹中的所有文件,您将需要Poblano工具箱。
  • FastRPCA:PCAMATLAB开发
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    简介:FastRPCA是为实现稳健主成分分析(Robust PCA)而设计的高效MATLAB工具包。该库旨在通过快速算法分离低秩和稀疏矩阵分量,适用于大规模数据处理与噪声抑制场景。 在IT领域特别是数据分析与机器学习方面,主成分分析(PCA)是一种广泛使用的降维和数据可视化技术。本段落将详细探讨fastRPCA——一个实现稳健PCA的Matlab代码库以及与其相关的Spectral Principal Component Pursuit (SPCP)算法变体。 传统PCA的主要目标是识别出数据集中的主要变化方向,即主成分,并以此减少数据维度的同时保持大部分信息。然而,在处理含有异常值和噪声的数据时,这种方法显得不够稳健,可能导致分析结果偏差。为解决这一问题,研究人员提出了鲁棒PCA(Robust PCA),它能够更好地应对这些挑战。fastRPCA正是为此需求设计的解决方案——提供了一种快速且稳定的PCA实现方式。 该代码库基于矩阵分解技术,如低秩和稀疏矩阵分解来有效分离数据中的背景(即低秩部分)与异常值(即稀疏部分)。这种能力对于图像去噪、视频背景建模以及网络流量分析等多种应用具有重要意义。在Matlab中使用fastRPCA通常涉及两个关键步骤:首先通过阈值操作或正则化处理来识别并分离出异常值,形成稀疏矩阵;其次利用奇异值分解(SVD)或其他低秩恢复算法如核范数最小化重构背景的低秩部分。 SPCP是另一种鲁棒PCA的方法,它结合了谱方法和稀疏约束。在该框架下,数据被看作是由一个低秩分量与一个稀疏分量加权求和得到的结果;通过迭代优化过程可以估计出这两部分,并检测异常值。类似fastRPCA, SPCP同样提供了一个高效且可扩展的Matlab实现版本。 这些代码通常包含以下内容: - fastRPCA.m:实现了快速PCA算法的核心逻辑。 - SPCP.m:执行SPCP算法,包括参数设置、初始化及迭代优化等部分。 - 数据处理函数:用于加载预处理和后处理数据的功能模块。 - 测试脚本:展示如何使用fastRPCA与SPCP来分析具体实例的示例代码。 - 可视化结果:可能包含将数据投影至主成分空间中的可视化工具。 为了有效利用这些资源,用户需要先了解其目标数据集的特点,并根据实际需求调整算法参数。此外,在不同硬件环境下进行性能优化也可能是必要的(例如通过并行计算或GPU加速)。 总之,fastRPCA与SPCP在Matlab环境中是处理复杂数据和异常情况的有力工具。它们不仅适用于学术研究领域,在工业界也有广泛应用前景,并对提高数据分析准确性和鲁棒性具有重要作用。
  • MATLAB中基本算法实现
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    《光度立体》一书专注于介绍如何在MATLAB环境下实现基于图像的三维物体表面形貌和反照率重建的基本算法。书中通过详细的代码示例,帮助读者理解并实践光度立体技术的应用。 光度立体:基本光度立体算法的MATLAB实现
  • PSBox:用于 MATLAB 工具箱 - MATLAB 开发
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    PSBox是一款专为MATLAB设计的工具箱,旨在支持光度立体成像技术中的图像处理和分析。该工具箱提供了便捷的功能,帮助研究人员和工程师快速实现三维表面重建、光照方向估计等任务,是相关领域研究的重要辅助工具。 从手动提取的点拟合Chrome球的圆。 从给定的镀Chrome球体中查找照明方向。 通过解决非线性最小二乘问题来估算光强度或完善照明矩阵。 执行光度立体以恢复反照率和法线贴图。 从估计的法线矢量场中恢复深度图。
  • 自适应波束形成MATLAB
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    本工作介绍了用于实现自适应波束形成算法的MATLAB代码,该代码具有高鲁棒性,能够有效处理噪声和干扰。 涉及解凸优化问题的MATLAB工具包括sedumi、MVDR、对角加载MVDR、RCB和DCRCB等。此外还有用于信号处理领域的Music算法。