三維顱骨模型的孔洞修補(bǔ)算法研究.pdf

1、三維模型的孔洞修補(bǔ)問(wèn)題，一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和可視化研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。由于顱骨模型的特殊性，現(xiàn)有算法并不適用于顱骨模型的修補(bǔ)。三維顱骨孔洞修補(bǔ)是一個(gè)嶄新的研究課題，它是根據(jù)顱骨模型原有的幾何和拓?fù)湫畔?，借助?jì)算機(jī)技術(shù)修復(fù)顱骨破洞的虛擬3D技術(shù)。本文針對(duì)現(xiàn)有算法存在的問(wèn)題，提出了一個(gè)顱骨表面模型的孔洞自動(dòng)修補(bǔ)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法較其它方法速度快，效果好，能更好適應(yīng)復(fù)雜和大的顱骨模型孔洞修補(bǔ)。主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2、（1）提出了一個(gè)三維顱骨孔洞自動(dòng)修補(bǔ)算法。對(duì)現(xiàn)有的孔洞修補(bǔ)算法進(jìn)行了較為全面的綜述和分析，針對(duì)算法存在的不足和顱骨模型的特殊性，本文提出了一個(gè)顱骨孔洞自動(dòng)修補(bǔ)算法。算法首先搜索模型邊界點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)孔洞檢測(cè)，再在孔洞區(qū)域插入離散點(diǎn)并進(jìn)行三角剖分來(lái)對(duì)孔洞進(jìn)行填充，接著對(duì)三角剖分后的網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分，然后建立隱式曲面來(lái)調(diào)整插入點(diǎn)的位置，最后用拉普拉斯平滑對(duì)修補(bǔ)網(wǎng)格進(jìn)行平滑處理。 （2）提出了一種推進(jìn)式逐層求解法ALS（Advancing

3、Layer—wiseSolution）。在對(duì)大孔洞的修補(bǔ)中，傳統(tǒng)的方法采用孔洞周圍的點(diǎn)來(lái)控制內(nèi)部區(qū)域，但內(nèi)部的形狀僅依靠有限的控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行調(diào)整很難得到理想的曲面形狀，本文提出了一種推進(jìn)式逐層求解法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法得到的修補(bǔ)曲面太過(guò)平坦的缺陷，使修補(bǔ)網(wǎng)格與原網(wǎng)格模型平滑拼接，獲得了理想的實(shí)驗(yàn)效果。 （3）開(kāi)發(fā)了一個(gè)三維顱骨孔洞修補(bǔ)原型系統(tǒng)SHRS（SkullHoleRepairingSystem）。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)顱骨孔洞修補(bǔ)的所有功能