物體表面重建方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、三維物體表面重建是計算機視覺、模式識別和可視化技術等領域的研究重點之一。重建物體的三維幾何模型也是分析、仿真、決策的前提。本文主要對斷層圖象上輪廓線的幾何重建及其相關技術進行研究，該問題可以分成四個子問題：輪廓線對應、廓線拼接、分支處理和曲面擬合。 首先，為了有效的實現(xiàn)物體表面重建中的輪廓線拼接，本文提出了基于模擬退火遺傳算法實現(xiàn)廓線拼接。該算法以面積、邊長和三角形內角共同形成一個加權函數(shù)做為最優(yōu)目標函數(shù)，通過在遺傳算法中融入退

2、火處理操作，提高了種群的多樣性，避免了遺傳算法中存在的早熟收斂問題，有效地增強了算法的全局尋優(yōu)能力。因為交叉操作在該算法中占用了大部分執(zhí)行時間，故本文為提高交叉操作效率，提出一種基于邊的最小交叉多邊形算法，實驗表明該新交叉算法可以極大的提高算法的交叉效率。算法中還針對問題的特點設計了有針對性的數(shù)據(jù)結構，有效地提高了算法的性能。為了處理物體表面重建中的各種不同情況，本文還實現(xiàn)了添加輔助線方法來實現(xiàn)更加靈活的輪廓線拼接。 然后，為了

3、處理物體表面重建中的分支情況，本文改進了一種分支處理算法。該算法根據(jù)平面點集Delaunay三角剖分的特性，將Delaunav三角剖分應用到分支問題上。將相鄰層輪廓線投影到同一個剖面上形成一個帶約束邊的平面點集，并將它們Delaunay三角化，根據(jù)這些三角形組來生成新的輪廓線，使相鄰層的輪廓線一一對應來完成物體表面重建的分支處理。實驗結果表明該算法實現(xiàn)的效果較符合實際情況，能有效地處理各種不同情況。為能夠靈活的處理各種分支情況，本文還實