基于深度与图像信息融合的场景理解及应用
结题报告
批准号:
61203279
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
王海波
依托单位:
学科分类:
F0304.系统工程理论与技术
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴怀宇、刘绍国、张记霞、张峥炜、柴汇、孟健、周生凯
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中文摘要
场景理解是一个在数字城市构建、机器人导航、无人驾驶和虚拟现实等诸多领域有着广泛应用的重要研究方向。虽然有着多年的研究,但由于三维重建技术的不成熟,解析复杂的场景仍是一个难点问题。为此,本项目提出了一种基于深度和图像信息融合的三维场景理解的新方法。利用深度图像与可见光图像的互补性,定义了判别性高且对光照变化、遮挡等干扰信号鲁棒的三维低层基元特征;在匹配过程中,加入了中层语义信息和可变先验模型约束,并通过求解一个有约束的二次规划问题实现三维场景匹配和姿态估计,最终实现完整的场景重建。在此基础上,利用分类学习的方法识别地形、根据几何信息的推理检测障碍物和匹配三维场景实现场景识别,有效地解决了四足机器人平稳落足点的选择、群机器人的自主避障和移动机器人的自主导航和定位等难点问题。
英文摘要
Scene understanding has wide applications in many fields, ranging from digital city construction, robot navigation, autonomous driving to virtual reality. In spite of numerous efforts in the past decade, understanding complex scenes remains an unsolved challenge due to lacking efficient 3D reconstruction method. This project proposes a new method towards understanding full 3D natural scenes in real time. It relies essentially on fusing depth and visual image cues. We first extract basic features that are discriminative and highly robust to lighting and occlusions to match with each other. During the course of matching, we integrate middle-level contexts and adaptive priors to improve the matching rate. By viewing feature matching as a constrained quadratic programming problem, natural scenes are efficiently registered and 3D pose is correctly estimated. Following the results, we utilize machine learning tools to recognize terrain, rely on 3D geometry inference to detect obstacles and recognize scenes via 3D scene registration, which can effectively solve the challenging problems of foothold selection in a walking robot, obstacle avoiding in swarm robotics and SLAM in a mobile robot.
随着RGB-D摄像头的普及,深度信息的获取变得更加容易,这大大缓解了计算机视觉尤其是三维视觉经典问题的困难程度,为此,本课题通过融合深度和RGB颜色信息,对三维视觉问题进行了重新解析,希望探求出新的视觉理论方法和工具。在过去的三年中,该课题主要针对三维姿态跟踪、三维语义信息提取、深度信息修复、运动去模糊和深度人体行为识别等子问题进行了深入系统地研究,累计发表文章13篇,包括SCI期刊文章4篇,其中,2篇发表在视频处理顶级期刊IEEE TCSVT上,1篇发表在IEEE JBHI上。另外,在ICPR、ICIP、ICASSP和ACPR等国际会议上累计发表文章9篇。该项目所取得的研究成果,不仅推动了该领域相关理论的进展,也解决了很多实际的工程问题,取得了很好的学术和工程成果。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1007/s00371-014-0998-2
发表时间:2014-06
期刊:The Visual Computer
影响因子:--
作者:Shaoguo Liu;Haibo Wang;Jue Wang;Sunghyun Cho;Chunhong Pan
通讯作者:Shaoguo Liu;Haibo Wang;Jue Wang;Sunghyun Cho;Chunhong Pan
BB-Homography: Joint Binary Features and Bipartite Graph Matching for Homography Estimation
BB-Homography:用于单应性估计的联合二值特征和二分图匹配
DOI:10.1109/tcsvt.2014.2339591
发表时间:2015
期刊:IEEE Transactions ON Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:8.4
作者:Liu Shaoguo;Wang Haibo;Wei Yiyi;Pan Chunhong
通讯作者:Pan Chunhong
Depth-Based Human Fall Detection via Shape Features and Improved Extreme Learning Machine
通过形状特征和改进的极限学习机进行基于深度的人体跌倒检测
DOI:10.1109/jbhi.2014.2304357
发表时间:2014-11-01
期刊:IEEE JOURNAL OF BIOMEDICAL AND HEALTH INFORMATICS
影响因子:7.7
作者:Ma, Xin;Wang, Haibo;Li, Yibin
通讯作者:Li, Yibin
3-D Head Tracking via Invariant Keypoint Learning
通过不变关键点学习进行 3D 头部跟踪
DOI:10.1109/tcsvt.2012.2190474
发表时间:2012-08
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:8.4
作者:Davoine, Franck;Lepetit, Vincent;Chaillou, Christophe;Pan, Chunhong
通讯作者:Pan, Chunhong
Shape feature encoding via Fisher Vector for efficient fall detection in depth-videos
通过 Fisher 矢量进行形状特征编码,以实现深度视频中的高效跌倒检测
DOI:10.1016/j.asoc.2014.12.035
发表时间:2015-12-01
期刊:APPLIED SOFT COMPUTING
影响因子:8.7
作者:Aslan, Muzaffer;Sengur, Abdulkadir;Ma, Xin
通讯作者:Ma, Xin
NEU2基因突变致非综合征性耳聋的致病机制研究
  • 批准号:
    82271172
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王海波
  • 依托单位:
KITLG基因致非对称性聋及单侧聋的分子机制研究
  • 批准号:
    81670932
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王海波
  • 依托单位:
Spag6基因在听觉功能障碍中的作用及机制
  • 批准号:
    81470693
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王海波
  • 依托单位:
SHARPIN介导的NF-κB信号通路的激活在单纯疱疹病毒感染性面瘫中的作用机制
  • 批准号:
    81271071
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    王海波
  • 依托单位:
糖皮质激素受体在单纯疱疹病毒感染性面瘫中的作用机制
  • 批准号:
    30973308
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    王海波
  • 依托单位:
国内基金
海外基金