结合插值细分和径向基函数的3维扫描数据孔洞修补

摘要：

目的 逆向工程中3维扫描数据通常产生孔洞影响逆向造型精度.针对已有算法补洞会导致的边界突变问题,提出基于插值细分和基于径向基函数的孔洞修复算法.方法 首先,对有噪声孔洞边界进行拉普拉斯平滑预处理;其次,通过快速重心插值细分孔洞;然后,结合孔洞周围曲率信息,利用边界和法线约束点进行隐式曲面求解;最后,利用求得的隐式曲面方程,利用梯度下降法调整孔洞插值点,获得平滑修补孔洞结果.结果 对3维经典造型以及实际机械工件等两类不同的数据进行扫描并进行孔洞修补实验.由于算法针对有噪声孔洞结合了孔洞周围曲率信息并通过插值细分进行约束求解,保证了补洞效果的平滑性.实验结果表明,本文算法使得基于径向基函数隐式曲面对有噪声孔洞的适应性更强,其修补结果更加平滑,符合周围曲率变化,改进了已有孔洞修补的边缘突变和修补痕迹明显问题.结论 本文算法针对基于径向基函数的隐式曲面求解对噪声敏感的局限性,进行平滑预处理,结合孔洞周围曲率,提高了孔洞修补效果.由于基于径向基函数的隐式曲面对光顺的流形曲面模拟较好,所以算法对特征孔洞的修补存在一定的不足,快速重心插值法针对不规则孔洞也有一定的局限性.

关键词：图像重建、孔洞修补、插值细分、梯度调整、径向基函数、隐式曲面方程

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分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：Natural Science Foundation of Zhejiang Province,China LY15F020024浙江省自然科学基金项目LY15F020024;浙江省文物局基金项目2014014

在线出版日期：2018-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：564-571