基于斷層數(shù)據(jù)的三維重建理論與技術的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、基于斷層數(shù)據(jù)的三維重構是三維數(shù)據(jù)場可視化技術的主要研究內容,重構物體的三維模型也是分析、仿真的前提,該文以此為背景,對斷層數(shù)據(jù)的三維重建及其相關技術進行研究,主要包括輪廓線間的拼接方法、重構中直接影響模型精度和使用價值的對應、分支、光滑等關鍵問題的解決.運用面繪制算法重構三維模型時,需用三角形或多邊形填充在相鄰輪廓線間,形成物體表面.該文以三角形形狀最優(yōu)為目標,提出了按照最小內角最大準則進行Delaunay三角剖分,當可選三角形的最小內

2、角相等時再運用最短路徑法進行輪廓線拼接的算法.使用該方法計算復雜度小,易于實現(xiàn)而且構造出的三角形具有較好的形狀,但是當斷層的上、下兩條輪廓線的中心點相差較遠時運用該方法會出現(xiàn)錐體現(xiàn)象,該文通過質點對齊的方法解決該問題,克服了使用最大包圍盒法運算量大,實現(xiàn)復雜的缺點.由于每一斷層輪廓線個數(shù)可能不同、存在輪廓線嵌套等現(xiàn)象,在建立實體的幾何表示前應先進行拓撲重構,把每一斷層輪廓線分類以確定輪廓線所屬實體,保證幾何重構的正確性.該文通過引入嵌套

3、矩陣構造斷層輪廓線所對應的嵌套樹,然后再構造兩相鄰嵌套樹中具有相同深度結點的最小生成樹的方法來解決輪廓線的對應問題,并且在最小生成樹的構造中以兩輪廓環(huán)相互覆蓋區(qū)域的大小作為約束條件.該方法通過引入嵌套矩陣使得嵌套樹的構造易于實現(xiàn),然后把基于覆蓋的對應方法和全局輪廓對應方法結合起來,既降低了三維重構時輪廓拓撲關系判斷的復雜性,又能夠比較準確的確定輪廓對應關系.對同一個實體當相鄰斷層的輪廓線數(shù)目不同時需要解決分支問題,針對多個不重疊的輪廓線

4、而產(chǎn)生的分支問題,一個解決辦法是把多分支轉化成一組單分支問題,由于相鄰斷層距離較小,上、下輪廓線應該具有一定的相似性,該文提出了按照多輪廓線周長的比率把多分支問題轉化為若干個單分支問題進行重構三維實體,試驗證明該方法是可行的.由于原始數(shù)據(jù)稀疏,需要通過一定的方法對填充在相鄰輪廓線間的三角形或多邊形進行擬和,以達到光滑的效果,該文最后在三角格網(wǎng)上構造Bezier三角曲面,從而不僅使構造出來的格網(wǎng)具有較好形狀,又提高了表面的光滑程度.實驗表

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