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IBSNet:用于估计单视角扫描点云交互平分面的神经隐式场
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作者 袁右文 金朔 赵玺 《计算机科学》 北大核心 2025年第8期195-203,共9页
三维物体之间的空间关系分析对于多物体场景的理解及合成具有重要意义。传统的三维空间关系分析方法计算物体之间的交互平分面(Interaction Bisector Surface,IBS)并进一步提取其特征。然而,当输入为单视角扫描点云时,由于数据完整性的... 三维物体之间的空间关系分析对于多物体场景的理解及合成具有重要意义。传统的三维空间关系分析方法计算物体之间的交互平分面(Interaction Bisector Surface,IBS)并进一步提取其特征。然而,当输入为单视角扫描点云时,由于数据完整性的缺失,使用传统方法往往难以计算出准确的交互平分面,从而极大地影响了下游任务(如场景分类、分析、合成等)。针对此问题,提出一种面向单视角扫描点云的交互平分面估计方法,使用神经网络框架IBSNet估计双物体的差分无符号距离场,然后基于这种隐式距离场的表示提取交互平分面。在ICON数据集上对该方法与其他方法(几何方法、IMNet、Grasping Field)进行了对比实验,并测试了各个方法在面对不同残缺程度和噪声程度的单视角扫描点云时的鲁棒性。实验结果表明,该方法对于残缺的单视角扫描点云有一定的鲁棒性,可以有效地估计出形状之间的交互平分面。 展开更多
关键词 空间关系分析 交互平分面 单视角扫描点云 神经隐式场 无符号距离场
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一种由部件隐向量驱动的隐式三维重建方法
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作者 任世兴 韩燮 +1 位作者 赵融 谌钟毓 《微电子学与计算机》 2025年第11期9-18,共10页
神经隐式表征是一种新兴的形状表示范式,但多数传统隐式表示方法如DeepSDF等未考虑整体形状的局部特征信息,存在拓扑细节精度不足的问题。为解决上述问题,提出了一种由部件隐向量驱动的隐式三维重建方法,即构建部件的隐式场以最小化模... 神经隐式表征是一种新兴的形状表示范式,但多数传统隐式表示方法如DeepSDF等未考虑整体形状的局部特征信息,存在拓扑细节精度不足的问题。为解决上述问题,提出了一种由部件隐向量驱动的隐式三维重建方法,即构建部件的隐式场以最小化模型预测的整体形状目标点有符号距离值LGI-RIF(Reconstruction of Implicit Fields with Local and Global Integration),能从观测数据中重建几何形状。该方法在一个低维的潜在编码空间中训练神经网络并在解码器框架中联合优化,设计EFP、EFCS和R3DS这3个模块,在EFP模块中由设计的变分自编码器学习部件的特征向量分布,在EFCS模块中构建自动解码器学习整体形状的SDF隐式表达,在R3DS模块中重建整体三维形状。实验结果表明:LGI-RIF在ShapeNet和ModelNet 10数据集上的重建精度得到了进一步提升,在可视化重构中具有良好的视觉效果。 展开更多
关键词 神经隐式表征 三维重建 隐式场 潜在编码空间 特征向量分布
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基于NeRF的SLAM研究综述
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作者 喻伟东 鲁静 程晗蕾 《计算机系统应用》 2025年第4期18-33,共16页
随着神经辐射场(NeRF)的提出,其基于神经隐式表示场景的方法在生成高保真地图方面具有显著优势,将NeRF应用于同时定位与地图构建(SLAM)中,即基于NeRF的SLAM方法,能够在实现高精度的定位的同时进行连续的3D建模,通过渲染新视角并预测未... 随着神经辐射场(NeRF)的提出,其基于神经隐式表示场景的方法在生成高保真地图方面具有显著优势,将NeRF应用于同时定位与地图构建(SLAM)中,即基于NeRF的SLAM方法,能够在实现高精度的定位的同时进行连续的3D建模,通过渲染新视角并预测未知区域,提高场景重建的质量和细节.为了跟踪该领域的最新研究成果,对近年来基于NeRF的SLAM的关键算法进行了回顾和综述.首先介绍了NeRF技术的核心原理并全面概述了基于NeRF的SLAM方法的框架,其次重点探讨了基于NeRF的SLAM的改进和优化,包括提高神经隐式表征效率、解决大尺度场景建图问题、增加回环和全局优化实现全局一致性和解决动态干扰问题,最后对基于NeRF的SLAM方法进行了展望,为相关研究人员提供有价值的参考,以促进更多创新研究. 展开更多
关键词 同时定位与地图构建 神经辐射场 神经隐式表示 三维重建 移动机器人
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一种基于神经网络隐式表达的室内建模改进方法
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作者 尤桢杰 王家奎 +1 位作者 熊伦 余子洋 《武汉工程大学学报》 2025年第2期202-209,共8页
本文提出一种基于神经网络隐式表达的室内三维重建改进方法,旨在解决仅使用彩色图像进行室内重建时效果不佳的问题。具体步骤包括:通过经典三维重建软件COLMAP获取相机参数和稀疏点云,利用线性特征的映射与定位工具箱LIMAP获取三维线段... 本文提出一种基于神经网络隐式表达的室内三维重建改进方法,旨在解决仅使用彩色图像进行室内重建时效果不佳的问题。具体步骤包括:通过经典三维重建软件COLMAP获取相机参数和稀疏点云,利用线性特征的映射与定位工具箱LIMAP获取三维线段模型;通过深度估计和法向量估计获取深度信息和法向量信息;最终将深度信息、法向量信息和稀疏点云作为先验信息输入神经辐射场,以提高重建精度。在Scannet公开数据集上的实验结果显示,引入先验信息显著提升了重建效果,F分数达到0.70,峰值信噪比约为24 dB。在Scannet公开数据集和自建数据集上的实验结果表明,该方法有效解决了弱纹理区域的重建缺陷,显著提升了细节重建效果,对虚拟现实和数字建筑应用具有重要意义。 展开更多
关键词 神经辐射场 隐式表达 深度估计 法向量估计 符号距离场
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室外大场景神经辐射场综述 被引量:5
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作者 董相涛 马鑫 +1 位作者 潘成伟 鲁鹏 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期631-649,共19页
对室外大场景进行三维建模,不仅可以完成实时的城市建图和漫游,还能为自动驾驶等提供技术支持。近年来,神经隐式建模的发展十分迅速,神经辐射场(NeRF)的出现更是将神经隐式建模推上了新的高度。NeRF凭借高质量渲染和任意角度渲染的特点... 对室外大场景进行三维建模,不仅可以完成实时的城市建图和漫游,还能为自动驾驶等提供技术支持。近年来,神经隐式建模的发展十分迅速,神经辐射场(NeRF)的出现更是将神经隐式建模推上了新的高度。NeRF凭借高质量渲染和任意角度渲染的特点,已经在可控编辑、数字化人体、城市场景重建等领域得到了广泛的应用。NeRF通过深度学习的方法从二维图片及其位姿中学习隐式三维场景,生成新视角图像。然而原始NeRF只能在有界场景下得到逼真的结果,在对室外大场景进行建模时,往往会面临无界背景、模型容量、场景外观等问题。基于室外大场景中NeRF部署的多个角度改进和多样的NeRF变种,首先介绍NeRF的背景,然后从室外大场景的难点切入,对各个难点的解决方法进行分析和讨论,最后对室外大场景NeRF目前的进展进行总结并对未来进行展望。 展开更多
关键词 神经隐式表达 神经辐射场 新视角合成 室外场景 大场景
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面向卫星遥感图像场景重建的神经辐射场方法综述 被引量:1
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作者 周鑫 王洋 +3 位作者 孙显 林道玉 刘俊义 付琨 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1582-1590,共9页
随着高分辨率卫星遥感图像成为认知地理空间不可或缺的重要手段,卫星遥感图像在城市建图、生态监测和导航等领域发挥着日益重要的作用,利用卫星遥感图像进行地球表面大规模3维重建成为了计算机视觉和摄影测量领域的研究热点。神经辐射场... 随着高分辨率卫星遥感图像成为认知地理空间不可或缺的重要手段,卫星遥感图像在城市建图、生态监测和导航等领域发挥着日益重要的作用,利用卫星遥感图像进行地球表面大规模3维重建成为了计算机视觉和摄影测量领域的研究热点。神经辐射场(NeRF)利用可微渲染学习场景的隐式表示,在复杂场景新视图合成任务中实现了逼真的视觉效果,并在3维场景重建和渲染领域获得了极大的关注。近期的研究主要集中在利用神经辐射场技术,从卫星遥感图像中提取场景表示及其重建。面向卫星遥感图像的神经辐射场方法主要集中在光线空间优化、场景表示优化以及模型高效训练3方面。该文全面归纳了神经辐射场技术在卫星遥感应用中的最新进展。首先介绍神经辐射场技术的基本概念及相关数据集。然后提出一个面向卫星遥感图像的神经辐射场方法分类框架,用于系统性地回顾和整理该技术在卫星遥感领域的研究进展。接着详述了神经辐射场技术在实际卫星遥感场景应用中的相关成果。最后,基于当前研究所面临的问题和挑战进行分析和讨论,同时对未来的发展趋势和研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 神经辐射场 卫星遥感图像 神经渲染 隐式表示
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一种基于隐式表征的即时实景三维重建与神经渲染方法 被引量:7
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作者 吴双品 马劲松 佘江峰 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期147-158,共12页
针对神经辐射场训练与渲染速度慢、真实场景渲染视图清晰度低与几何重建效果不佳等问题,该文提出一种基于隐式表征的即时实景三维重建与神经渲染方法。该方法通过使用组合式的优化采样结构以及光场网络的嵌入外观编码,提升了真实场景的... 针对神经辐射场训练与渲染速度慢、真实场景渲染视图清晰度低与几何重建效果不佳等问题,该文提出一种基于隐式表征的即时实景三维重建与神经渲染方法。该方法通过使用组合式的优化采样结构以及光场网络的嵌入外观编码,提升了真实场景的视图渲染质量;利用多分辨率哈希表对隐式特征网格进行位置编码,减少了编码字典大小和特征级别数量,此外采用优化的截断符号距离算法,表征真实场景的隐式几何信息。在标准数据集以及无人机航摄影像数据集上,对比该文方法与其他方法的重建性能。结果表明,综合模型精度、重建与渲染时间,该文方法优于文中的其他方法,能够快速地构建隐式表征模型,并即时渲染高度细节还原的实景视图以及重建高质量的实景三维模型。 展开更多
关键词 虚拟现实 神经辐射场 隐式表征 实景三维 神经渲染
原文传递
基于结构化潜码引导NeRF的语音驱动人脸重演 被引量:1
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作者 谢志峰 郑迦恒 +2 位作者 王吉 梁佳佳 马利庄 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1616-1624,共9页
语音驱动的人脸重演的目标是生成与输入语音内容相匹配的高保真人脸面部动画.然而,由于音频与视频模态之间存在鸿沟,当前方法难以实现高质量的面部重演.针对现有方法保真度低、唇音同步效果差等问题,提出一种基于结构化潜码引导隐式神... 语音驱动的人脸重演的目标是生成与输入语音内容相匹配的高保真人脸面部动画.然而,由于音频与视频模态之间存在鸿沟,当前方法难以实现高质量的面部重演.针对现有方法保真度低、唇音同步效果差等问题,提出一种基于结构化潜码引导隐式神经表示的语音驱动人脸重演方法,以人脸点云序列作为中间表示,将语音驱动人脸重演分解为跨模态映射和神经辐射场渲染两大任务分别解决.首先,通过跨模态映射从音频预测人脸表情系数,利用人脸三维重建技术获得人脸身份系数;然后,基于3DMM模型合成人脸点云动画序列;接着,使用顶点位置信息构建结构化隐式神经表示,回归场景中每个采样点的密度和颜色值;最后,通过体绘制技术渲染人脸RGB帧,并装配到原图像中.在多个时长为3~5 min的单人演讲视频上的可视化比较、量化评估、主观评估等实验结果表明,文中所提方法在唇音同步效果与图像生成精度上优于AD-NeRF等方法,能够实现高保真语音驱动人脸重演. 展开更多
关键词 音频驱动人脸重演 隐式神经表示 神经辐射场 跨模态
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基于神经辐射场的视觉位姿分段估计方法
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作者 洪勇 罗书培 +2 位作者 陈新 李德仁 王密 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期975-984,共10页
为提升观测载体的视觉位姿估计精度和效率,提出了一种基于神经辐射场的“粗-精”两阶段位姿估计方法。首先基于通道注意力机制构建初始位姿估计网络Rnet,用以估计大失准角情况下的初始位姿;然后设计了基于可信区域约束和兴趣点采样策略... 为提升观测载体的视觉位姿估计精度和效率,提出了一种基于神经辐射场的“粗-精”两阶段位姿估计方法。首先基于通道注意力机制构建初始位姿估计网络Rnet,用以估计大失准角情况下的初始位姿;然后设计了基于可信区域约束和兴趣点采样策略的深度纠正模块,通过优化NeRF模型深度,为位姿精确估计提供更高精度先验信息;最后构建PoseNeRF网络,基于SE(3)流形的梯度下降法最小化NeRF像素颜色、深度推理值与真值之间的残差,实现位姿精确估计。在OVIT实测数据集实验中,采用深度监督后,位置精度提升27.8%,姿态精度提升12.6%;与TD-NeRF相比,所提方法位姿收敛效率提升约6倍;相较于iNeRF、NeRF--,所提方法受初始姿态误差影响最小,验证了所提方法具有更高的位姿估计精度、效率和鲁棒性。 展开更多
关键词 神经辐射场 隐式表达 位姿估计 通道注意力 深度纠正
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神经辐射场应用于大规模实景三维场景可视化研究进展 被引量:1
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作者 赵强 佘江峰 +3 位作者 万奇峰 贺丽霞 李思睿 吴双品 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1242-1261,共20页
地理实景三维场景是重要的国家数字基础设施,其将地理信息从传统二维平面扩展到信息更丰富更全面的三维空间,数据以显式三维模型的形式存储表达。然而,经典的显式三维模型具有数据量大、可视化效果粗糙等问题,在一定程度上限制了实景三... 地理实景三维场景是重要的国家数字基础设施,其将地理信息从传统二维平面扩展到信息更丰富更全面的三维空间,数据以显式三维模型的形式存储表达。然而,经典的显式三维模型具有数据量大、可视化效果粗糙等问题,在一定程度上限制了实景三维模型的实际应用。神经辐射场NeRF(Neural Radiance Field)是一种基于神经隐式立体表达(Neural Implicit Volume Representing)进行可微渲染(Differentiable Rendering)以实现高质量视图合成的新方法,由Mildenhall等(2020)首次提出,以其逼真的视图合成效果与新颖的实现方式成为计算机视觉领域的热点研究方向。自NeRF提出以来,国内外爆发式涌现出大量有关神经辐射场的研究文献,主要聚集于可视化效果的生成方法研究,兼有少量将其用于大规模实景三维场景可视化研究探索。本文回顾了神经辐射场提出的背景,概述了神经辐射场及其在大规模实景三维可视化方面的研究进展,分析了目前利用神经辐射场进行大规模实景三维场景可视化研究中被关注的无边界场景、锯齿效果、瞬态遮挡、光度一致性、场景重照明与可见性场等问题,指出了目前研究在多源数据融合、视觉效果优化、虚拟环境感知等方面面临的挑战,对未来值得进一步深入探索的方向进行了展望。 展开更多
关键词 遥感 神经辐射场 视图合成 隐式立体表达 计算机视觉 虚拟地理环境
原文传递
基于隐式神经表示的模型隐写方案
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作者 董炜娜 刘佳 +3 位作者 孙文权 陈立峰 潘晓中 柯彦 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第25期10857-10865,共9页
可视数据(图像、视频、3D模型)的隐式表达已经成为当前计算机视觉研究的热点,提出了一种新的基于隐式神经表示的模型隐写方案,消息发送方利用神经辐射场(neural radiance fields,NeRF)新视角合成的特性,通过引入一个视角作为密钥,由NeR... 可视数据(图像、视频、3D模型)的隐式表达已经成为当前计算机视觉研究的热点,提出了一种新的基于隐式神经表示的模型隐写方案,消息发送方利用神经辐射场(neural radiance fields,NeRF)新视角合成的特性,通过引入一个视角作为密钥,由NeRF模型生成秘密视角图像作为后门,然后利用过拟合的方法训练一个消息提取器,以建立秘密消息和秘密视角图像的一一映射。发送方将训练好的NeRF模型和消息提取器通过公开信道传递给接收方,接收方利用双方共享的密钥,由NeRF模型获得秘密视角下的渲染图像,再通过消息提取器获得秘密消息。而攻击方因无法准确掌握该视角信息,从而无法窃取秘密消息。实验结果证明:所训练的消息提取器实现大容量快速隐写,消息嵌入量达100%,同时NeRF巨大的视角密钥空间保证了该方案的隐蔽性。 展开更多
关键词 信息隐藏 隐式神经表示 神经辐射场 模型隐写 消息提取器
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基于3D点云深度学习上采样的建筑物精细化三维重建 被引量:5
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作者 李安琪 郑艳 +1 位作者 王博 崔小同 《现代信息科技》 2023年第21期136-139,144,共5页
三维重建的目的是将现实世界中目标物体的三维几何信息以数字模型的形式储存在计算机中。处理重建点云模型的方法有很多,其中深度学习方法是三维点云研究和处理的一种主流方法。然而这些方法由于点云数据结构的特性束缚,一般采用离散化... 三维重建的目的是将现实世界中目标物体的三维几何信息以数字模型的形式储存在计算机中。处理重建点云模型的方法有很多,其中深度学习方法是三维点云研究和处理的一种主流方法。然而这些方法由于点云数据结构的特性束缚,一般采用离散化的方法进行处理,从而忽视了相邻点数据之间的关联,处理精度受限,无法达到要求。对相关问题进行研究后,采用点云深度学习神经隐式场和点云插值上采样方法对点云重建模型进行精细化修整,以便达到实际应用的标准。 展开更多
关键词 三维重建 深度学习 神经隐式场 点云插值 上采样
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基于深度学习的隐性评价对象识别方法 被引量:5
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作者 王仁武 张文慧 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期315-320,共6页
在线评论文本具有口语化的特点,其评价词缺少对应的评价对象,影响了细粒度情感分析的效果。为此,提出一种利用深度学习自动识别评价对象的方法。设计研究领域的文本序列标注规范,在对评论语料分词后,进行评价词与评价对象的命名实体标注... 在线评论文本具有口语化的特点,其评价词缺少对应的评价对象,影响了细粒度情感分析的效果。为此,提出一种利用深度学习自动识别评价对象的方法。设计研究领域的文本序列标注规范,在对评论语料分词后,进行评价词与评价对象的命名实体标注,得到单词序列、词性序列和标注序列。将单词序列、词性序列转为神经网络语言模型的词向量,并用循环神经网络进行训练,采用条件随机场(CRF)输出评价对象标签,得到缺失的评价对象。实验结果表明,与单一CRF模型相比,BiLSTM+CRF模型和BiGRU+CRF模型的识别效果较好,BiGRU+CRF模型的 F 1值最高可达0.84。 展开更多
关键词 隐性评价对象 隐性特征 深度学习 循环神经网络 条件随机场 命名实体识别
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基于隐式神经网络的超声图像重建方法
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作者 郭孜文 付庄 张志谊 《机械与电子》 2025年第11期3-7,14,共6页
针对传统二维超声难以呈现组织三维结构,且图像质量受探头角度和物理建模不足限制的问题,提出一种结合隐式神经网络与超声成像模型的三维重建方法。通过构建以空间坐标为输入的MLP网络,预测介质物理属性,并结合位置编码增强高频细节表... 针对传统二维超声难以呈现组织三维结构,且图像质量受探头角度和物理建模不足限制的问题,提出一种结合隐式神经网络与超声成像模型的三维重建方法。通过构建以空间坐标为输入的MLP网络,预测介质物理属性,并结合位置编码增强高频细节表达。同时融入能量衰减、反射与散射等物理特性建模,提高新视角图像的真实感与清晰度。实验结果显示,该方法在SSIM、LPIPS和PSNR等指标上优于传统体素插值和NeRF方法,显著提升了图像结构还原能力与视觉质量。 展开更多
关键词 超声成像 隐式神经网络 神经辐射场 体积渲染
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