1、分類號(hào)密級(jí)UUUUDDDDCCCC學(xué)號(hào)桂林電子科技大學(xué)碩碩碩碩士士士士學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)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(shù)研究((((英文英文))))3DReconstructionBasedonImplicitSurfaces研究生學(xué)號(hào)::::092031413研究生姓名::::寧如花指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)::::溫佩芝教授申請(qǐng)學(xué)科門類::::工學(xué)學(xué)科、專科、專業(yè)::::模式識(shí)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(diǎn)云模型曲面重建領(lǐng)域中，隱式曲面重建技術(shù)因具備易于實(shí)現(xiàn)交、差、并等集合操作，能準(zhǔn)確表示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的幾何形體，對(duì)輕微的噪聲不敏感等特點(diǎn)，受到國內(nèi)外專家學(xué)者的高度關(guān)注，是目前三維圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并在逆向工程、機(jī)械制造、現(xiàn)實(shí)虛擬仿真、地質(zhì)勘探、3D游戲等多個(gè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。本文圍繞目前隱式曲面三維重建的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)問題展開深入分析

3、和研究，主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：一、在MPU算法的基礎(chǔ)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(jìn)行曲面重建。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)和RBF穩(wěn)定性強(qiáng)、曲面細(xì)節(jié)明顯、孔洞修復(fù)能力強(qiáng)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(qiáng)。二、針對(duì)非封閉點(diǎn)云模型三維曲面重建的技術(shù)難題，進(jìn)行大量的理論研究和實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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(jìn)行曲面分割，得到真實(shí)的非封閉的模型曲面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能快速有效地實(shí)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(jìn)一步提高非封閉曲面重建的精度，我們通過對(duì)各類圖像圖形分割方法進(jìn)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(jì)算原始輸入點(diǎn)到模型曲面三角點(diǎn)的平均最大距離，以此作為閾值對(duì)重建曲面進(jìn)行分割，從而獲得實(shí)際的非封閉模型曲面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能準(zhǔn)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(shí)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(fù)雜度低，時(shí)間效率高，魯棒性強(qiáng)。很好地解決了非封閉曲面三維重建的技術(shù)難題。關(guān)鍵詞：關(guān)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