点云图像交互式曲线骨架提取技术及其应用计算机技术专业论文.docxVIP

研究生优秀毕业论文 西南交通大学 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1．必威体育官网网址口，在 年解密后适用本授权书； 2．不必威体育官网网址西，使用本授权书。 (请在以上方框内打“巾) 学位论文作者签名：穆∥硝 指导老师签名： 日期：文。／r．J．f 8 日期： 刀厂y．y-．2a 万方数据 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 本文开发了一套半自动地交互式曲线骨架提取实验平台，该平台的输入为三维或 者二维模型的点云数据，输出为点云骨架。完成点云模型的读取后用户不仅仅可以通 过不同的手势实现多视角观察模型，缩放显示模型，也提供了交互式的骨架结点增删 操作和骨骼编辑功能。用户只需要在屏幕上粗略勾画，程序会计算对应的曲线骨架结 点位置，确定骨架结点位置后，用户只需在屏幕上点击连接两个骨架结点即可提取骨 骼连接关系，或者通过连续两次点击已有骨骼实现交互式地删除骨骼操作。利用该系 统可以输入已有的点云和骨架，对已有骨骼的连接关系或者结点的位置进行调整，对 原始骨架进一步修正。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：弘向坷 日期：90il．j，侣 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 曲线骨架广泛地用于图像、三维模型和点云的几何分析和处理。它能表示模型的 拓扑结构，同时也是关键形体特征的抽象表示。曲线骨架的拓扑结构简单，控制方便， 因此它作为表示三维模型的一种“紧凑’’表示，在模型表面重建、三维动画、三维模 型检索和匹配、医学影像和测绘学等领域内有着广泛的应用。 曲线骨架提取技术，在国内和国际上得到众多科研机构和学者的重视，相关算法 不断出现，而且正在不断完善和创新。但由于点云数据获取技术的局限性，点云中存 在大量的噪声外点和空洞等。因此从点云中提取正确的曲线骨架依然需要进一步的研 究和探讨。 本文基于曲线骨架的特性，搭建了一个半自动地交互式骨架提取实验平台。该框 架以Visual Studio 2010为开发环境，Qt为用户界面，很大程度上提高了开发效率。 文中阐述了基于旋转对称轴的骨架提取算法的思路和优势，系统地分析了本文开发的 交互式点云模型骨架提取实验平台的结构与特点，并详细分析了骨架结点位置提取、 骨架连接关系提取、骨架编辑等各个功能模块在实验平台中的具体实现。随后，以有 大量数据缺失的点云为例，验证了这种方法的可行性。并介绍了曲线骨架在点云补全 和表面重建中的应用。 本文最后对实验平台的开发工作进行了总结，并阐述了后续研究工作的方向：对 该交互式实验平台进行功能上的进一步扩充和完善。 关键词：不完整点云；点云法向量；曲线骨架提取；交互；模型重建 万方数据 AbstractCurve—skeleton Abstract Curve—skeleton is widely used in geometrical analysis and point cloud processin氍aS it supplies all effective and intuitive abstraction which advantages shape and manipulation understanding．Due to its topological simplicity,the curve—skeleton as the”compact” expression of 3D point cloud is useful in practice，such as Su“犯e ReconstmCtion．3D Animation，Model Retrieval，Medical Image Processing． Curve—skeleton extraction of point cloud has been a hot research area of Computer Graphics for many