基于隱式曲面的三維重建技術研究.pdf

1、分類號密級UUUUDDDDCCCC學號桂林電子科技大學碩碩碩碩士士士士學學學學位位位位論論論論文文文文題目目目目基于隱式曲面的三維重建技術研究((((英文英文))))3DReconstructionBasedonImplicitSurfaces研究生學號::::092031413研究生姓名::::寧如花指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務::::溫佩芝教授申請學科門類::::工學學科、?？?、專業(yè)::::模式識別與智能系統(tǒng)提交論文日期::

2、::2012年4月5日論文答辯日期::::2012年6月10日2012年6月11日摘要I摘要在三維散亂點云模型曲面重建領域中，隱式曲面重建技術因具備易于實現(xiàn)交、差、并等集合操作，能準確表示拓撲結(jié)構(gòu)復雜的幾何形體，對輕微的噪聲不敏感等特點，受到國內(nèi)外專家學者的高度關注，是目前三維圖形學領域的研究熱點，并在逆向工程、機械制造、現(xiàn)實虛擬仿真、地質(zhì)勘探、3D游戲等多個領域得到推廣應用。本文圍繞目前隱式曲面三維重建的關鍵技術和難點問題展開深入分析

3、和研究，主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點如下：一、在MPU算法的基礎上，提出一種基于參數(shù)優(yōu)化的MPU曲面重建算法。該方法根據(jù)MPU方法的局部曲面函數(shù)構(gòu)造條件及覆蓋密度理論，快速選取出最優(yōu)參數(shù)進行曲面重建。實驗結(jié)果表明，此算法結(jié)合了MPU快速、曲面尖銳特征明顯的優(yōu)點和RBF穩(wěn)定性強、曲面細節(jié)明顯、孔洞修復能力強的特性，使得重建的三維模型曲面精確度更高、穩(wěn)定性更強。二、針對非封閉點云模型三維曲面重建的技術難題，進行大量的理論研究和實驗分析，提出了一種基

4、于小波變換和最大模糊熵的非封閉重建方法。此方法在Poisson算法重建的基礎上，借鑒灰度圖像閾值分割的思想，首先采用小波變換求得待選分割閾值，再使用最大模糊熵理論選取最優(yōu)閾值，最后進行曲面分割，得到真實的非封閉的模型曲面。實驗結(jié)果表明，該方法能快速有效地實現(xiàn)非封閉曲面的重建。但該法重構(gòu)得到的非封閉曲面存在孔洞，在模型邊緣易出現(xiàn)毛邊。三、為了進一步提高非封閉曲面重建的精度，我們通過對各類圖像圖形分割方法進行深入的綜合分析和研究，提出了一種

5、基于平均最大距離的非封閉曲面重建方法。該方法通過計算原始輸入點到模型曲面三角點的平均最大距離，以此作為閾值對重建曲面進行分割，從而獲得實際的非封閉模型曲面。實驗結(jié)果表明，該算法能準確有效地去除非封閉曲面重建后生成的偽封閉曲面而不影響實際曲面重建的精度，得到的非封閉模型曲面邊緣光順、無毛邊，且算法復雜度低，時間效率高，魯棒性強。很好地解決了非封閉曲面三維重建的技術難題。關鍵詞：關鍵詞：隱式曲面；參數(shù)優(yōu)化；小波變換；最大模糊熵；平均最大距離