空間散亂點(diǎn)云去噪精簡(jiǎn)重建算法研究.pdf

1、隨著快速、高精度的三維數(shù)字化掃描設(shè)備的不斷發(fā)展與改進(jìn)，人們獲取目標(biāo)物體表面采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)變得簡(jiǎn)單而且準(zhǔn)確，獲得的這些數(shù)據(jù)點(diǎn)被稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)一般需要經(jīng)過(guò)點(diǎn)云去噪、點(diǎn)云精簡(jiǎn)、點(diǎn)云加密、曲面重建、曲面細(xì)分等過(guò)程，最終才能獲得用戶滿意的數(shù)字幾何模型?？臻g點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、醫(yī)學(xué)圖像處理等相關(guān)領(lǐng)域，具有重要的研究意義與應(yīng)用前景。
　　本文在研究了國(guó)內(nèi)外點(diǎn)云處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，主要針

2、對(duì)點(diǎn)云去噪算法、點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法、曲面重建算法進(jìn)行了研究。具體工作如下：
　　針對(duì)點(diǎn)云去噪問(wèn)題，分析了噪聲點(diǎn)產(chǎn)生的原因、噪聲點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型以及常用的點(diǎn)云去噪算法，并改進(jìn)了傳統(tǒng)K-D樹搜索點(diǎn)云中任意一點(diǎn)的k鄰域方法，最后在此基礎(chǔ)上提出了一種基于特征的點(diǎn)云去噪算法。該算法汲取了圖像處理中的雙邊濾波算法與平面投影算法的優(yōu)點(diǎn)，既能有效去除噪聲，又能保持模型幾何特征。
　　針對(duì)點(diǎn)云精簡(jiǎn)問(wèn)題，說(shuō)明了點(diǎn)云精簡(jiǎn)過(guò)程中應(yīng)遵循的原則、精簡(jiǎn)算法的分類以

3、及傳統(tǒng)的點(diǎn)云精簡(jiǎn)方法，并在空間包圍盒算法的基礎(chǔ)上，提出一種基于曲率信息的點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法。該算法通過(guò)主成分分析法求取點(diǎn)云中任意一點(diǎn)的曲率信息，然后根據(jù)其曲率信息按照不同的精簡(jiǎn)百分比進(jìn)行點(diǎn)云精簡(jiǎn)處理，解決了空間包圍盒算法所產(chǎn)生的模型粗糙以及幾何特征丟失等問(wèn)題。
　　針對(duì)空間點(diǎn)云的曲面重建問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了基于隱式曲面的Possion曲面重建方法以及基于Delaunay三角剖分的Power Crust方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較分析這兩種算法的重建