郑雨豪 王子洵 赖晓桑 肖 灵 邱观秀 苏秉华

北京理工大学珠海学院 广东 珠海 519088

1 引言

三维影像的记录和重现技术应用范围十分广泛,可以应用于虚拟主持人、虚拟实验室、虚拟会议、虚拟旅游、3D网络教学、医疗研究、电影制作、文物及产品展示等,具有重要的现实意义和应用价值。

人眼所接收到的光信息是客观三维世界物体在视网膜上的二维投影,大脑视觉皮层通过分析三维世界的二维投影规律,将视网膜上的二维影像重建为三维模型,帮助人感知三维物体、理解三维世界。该生理功能所依赖的信息包括双目视差、空间遮挡、光影关系(反光、阴影、明暗分界等)以及透视关系(近大远小),这些信息所同样可以被图像传感器记录下来,因此通过模拟大脑皮层的视觉处理机制,对三维物体的二维投影图像进行三维重建具有可行性。

三维重建问题在传统的数学模型上通常以三角函数方程组的形式来表达,这一形式可以帮助利用现有的空间几何知识进行计算。然而,任何模型的参数都存在不准确之处,需要根据可用的实验数据(即灰盒建模)进行纠正,可以采用基于遗传算法、神经网络和神经模糊系统的智能优化算法,也可以使用基于最小二乘法和最大似然法的不同数学方法来实现参数校正问题,Hopfield神经网络正是一种可用于上述灰盒模型实时校正参数来解决优化问题的类脑计算算法。

本文旨在运用基于Hopfield神经网络的类脑计算算法模仿人脑视觉皮层加工处理来自双眼的光信息,合成三维立体影像的机制,设计一种可记录和重建物体三维影像的设备。……