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模拟退火遗传算法的轮廓线拼接研究

计算机仿真 2009年第2期26卷 208-211,246页

作者：陈学工李小勇曾俊钢肖克炎中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

基于断层数据的三维重构是三维数据场可视化技术的主要研究内容,重构物体的三维模型也是分析、仿真的前提。应用模拟退火遗传算法设计和实现了三维物体表面重建算法。通过在遗传算法中融入退火处理操作,提高了种群的多样性,避免了遗传... 详细信息

基于断层数据的三维重构是三维数据场可视化技术的主要研究内容,重构物体的三维模型也是分析、仿真的前提。应用模拟退火遗传算法设计和实现了三维物体表面重建算法。通过在遗传算法中融入退火处理操作,提高了种群的多样性,避免了遗传算法中存在的早熟收敛问题,有效地增强了算法的全局寻优能力。此外,提出了一种基于边的最小交叉多边形算法,提高了交叉操作效率。根据轮廓线拼接问题的特点,设计了针对性强的交叉、变异操作。实验结果表明,算法有效地提高了传统的全局法轮廓线拼接算法的效率。

关键词：模拟退火遗传算法轮廓线拼接三维表面重建

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基于主成分分析的大型管道三维表面重建

仪器仪表学报 2014年第11期35卷 2567-2573页

作者：闫勇刚邓小玲姚丽峰明平美河南理工大学机械与动力工程学院焦作454003 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对大量的点云数据要求快速、方便且精度高的特点,在轮廓线拼接建模方法的基础上提出一种结合主成分分析的三维表面建模方法。由结构光扫描系统获得点云;通过热传导模型将点云进行片层分割并进行主成分分析,得到纬度圈,从而获得纬度圈... 详细信息

针对大量的点云数据要求快速、方便且精度高的特点,在轮廓线拼接建模方法的基础上提出一种结合主成分分析的三维表面建模方法。由结构光扫描系统获得点云;通过热传导模型将点云进行片层分割并进行主成分分析,得到纬度圈,从而获得纬度圈上的所有对应点对;在相邻点对之间进行柱面插值连接,生成物体的四边形网格模型和三维表面模型。结果显示,被测管道重构表面平均误差为0.19 mm,小于采用基于轮廓线拼接方法得到模型的平均误差。结果表明,采用基于主成分分析的方法进行管道三维表面重构,其精度得到了有效地提高,满足工程测量的精度要求;同时也证明了该方法的正确性。该重构方法适用于表面是一阶连续性被测物体尺寸及变形的分析。

关键词：结构光扫描三维表面重建主成分分析点云测量轮廓线拼接

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物体表面重建方法的研究与实现

物体表面重建方法的研究与实现

作者：李小勇中南大学

学位级别：硕士

三维物体表面重建是计算机视觉、模式识别和可视化技术等领域的研究重点之一。重建物体的三维几何模型也是分析、仿真、决策的前提。本文主要对断层图象上轮廓线的几何重建及其相关技术进行研究,该问题可以分成四个子问题:轮廓线对应、... 详细信息

三维物体表面重建是计算机视觉、模式识别和可视化技术等领域的研究重点之一。重建物体的三维几何模型也是分析、仿真、决策的前提。本文主要对断层图象上轮廓线的几何重建及其相关技术进行研究,该问题可以分成四个子问题:轮廓线对应、廓线拼接、分支处理和曲面拟合。首先,为了有效的实现物体表面重建中的轮廓线拼接,本文提出了基于模拟退火遗传算法实现廓线拼接。该算法以面积、边长和三角形内角共同形成一个加权函数做为最优目标函数,通过在遗传算法中融入退火处理操作,提高了种群的多样性,,避免了遗传算法中存在的早熟收敛问题,有效地增强了算法的全局寻优能力。因为交叉操作在该算法中占用了大部分执行时间,故本文为提高交叉操作效率,提出一种基于边的最小交叉多边形算法,实验表明该新交叉算法可以极大的提高算法的交叉效率。算法中还针对问题的特点设计了有针对性的数据结构,有效地提高了算法的性能。为了处理物体表面重建中的各种不同情况,本文还实现了添加辅助线方法来实现更加灵活的轮廓线拼接。然后,为了处理物体表面重建中的分支情况,本文改进了一种分支处理算法。该算法根据平面点集Delaunay三角剖分的特性,将Delaunay三角剖分应用到分支问题上。将相邻层轮廓线投影到同一个剖面上形成一个带约束边的平面点集,并将它们Delaunay三角化,根据这些三角形组来生成新的轮廓线,使相邻层的轮廓线一一对应来完成物体表面重建的分支处理。实验结果表明该算法实现的效果较符合实际情况,能有效地处理各种不同情况。为能够灵活的处理各种分支情况,本文还实现了手动分解轮廓线算法。最后,介绍了三维空间模型的分类和应用以及可视化原理。论文结合具体项目实现了本文中的算法,在实验和实践中都取得了较为满意的效果。

关键词：三维表面重建模拟退火遗传算法轮廓线拼接分支处理 Delaunay三角剖分三维模型

在Windows环境中实现医学图像三维重建

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福州大学学报（自然科学版） 2002年第2期30卷 201-205页

作者：赖大进余轮福州大学计算机图像图形研究所福建福州350002

为了使医学图像的三维重建既有较快的速度 ,又有很好的质量 ,针对传统的轮廓拼接算法的不足 ,提出一种独特的轮廓拼接算法 .介绍在微机上应用OpenGL实现三维交互显示 ,并将该算法应用于从一组心脏轮廓线重建其三维表面 .结果表明 ,该算... 详细信息

为了使医学图像的三维重建既有较快的速度 ,又有很好的质量 ,针对传统的轮廓拼接算法的不足 ,提出一种独特的轮廓拼接算法 .介绍在微机上应用OpenGL实现三维交互显示 ,并将该算法应用于从一组心脏轮廓线重建其三维表面 .结果表明 ,该算法具有快速、适用于非凸轮廓。

关键词： Windows环境医学图像三维重建轮廓线拼接三线显示 OpenGL