物體表面重建方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維物體表面重建是計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別和可視化技術(shù)等領(lǐng)域的研究重點(diǎn)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(duì)斷層圖象上輪廓線的幾何重建及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，該問(wèn)題可以分成四個(gè)子問(wèn)題：輪廓線對(duì)應(yīng)、廓線拼接、分支處理和曲面擬合。 首先，為了有效的實(shí)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(shí)現(xiàn)廓線拼接。該算法以面積、邊長(zhǎng)和三角形內(nèi)角共同形成一個(gè)加權(quán)函數(shù)做為最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)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(wèn)題，有效地增強(qiáng)了算法的全局尋優(yōu)能力。因?yàn)榻徊娌僮髟谠撍惴ㄖ姓加昧舜蟛糠謭?zhí)行時(shí)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(shí)驗(yàn)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(duì)問(wèn)題的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了有針對(duì)性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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(shí)現(xiàn)了添加輔助線方法來(lái)實(shí)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(jìn)了一種分支處理算法。該算法根據(jù)平面點(diǎn)集Delaunay三角剖分的特性，將Delaunav三角剖分應(yīng)用到分支問(wèn)題上。將相鄰層輪廓線投影到同一個(gè)剖面上形成一個(gè)帶約束邊的平面點(diǎn)集，并將它們Delaunay三角化，根據(jù)這些三角形組來(lái)生成新的輪廓線，使相鄰層的輪廓線一一對(duì)應(yīng)來(lái)完成物體表面重建的分支處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法實(shí)現(xiàn)的效果較符合實(shí)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(shí)