基于MMDS的近似测地距离快速求解算法

通过运用度量多维尺度分析(Metric multidimensional scaling,MMDS)技术,将低维曲面上的测地距离计算转化为高维空间中的欧氏距离计算问题,提出一种快速求解三角网格上任意两点间近似测地距离的算法。首先对给定三角网格模型进行简化,得到原网格模型的简化版本。在原始网格模型上求取简化网格中所有顶点对的测地距离,并根据得到的测地距离将简化网格嵌入到高维空间中。运用最小二乘方法将原网格中其他顶点也嵌入到该高维空间。最后,在高维空间中计算顶点之间的欧氏距离来近似表示原网格上任意两点间的测地距离。实验表明,该文算法运行稳定,能够快速计算出不同网格模型上不同顶点间的近似测地距离。     

基于自组织特征映射区域分割的三维几何模型简化算法

为满足模型简化后保留细节特征的需要,引入自组织特征映射(SOFM)神经网络,提出一种基于区域分割的三维几何模型简化算法:将三维几何模型划分成具有不同特征的区域,在此基础上进行多区域并行简化,利用顶点微调法对简化后的模型进行局部特征修正.结果表明,该方法可在提高模型简化速度的同时,有效保留模型的细节特征,显著改善模型因简化而产生的形变.     

基于特征保持和二次误差测度的网格简化

目的解决目前网格简化算法不能很好地保持原始网格几何特征的问题。方法基于二次误差测度简化算法,在计算折叠代价时引入网格模型顶点的绝对曲率,同时采用半边折叠操作。结果提出的算法能够有效地达到特征保持的目的,减少了简化过程中模型的存贮量。结论将顶点的绝对曲率概念引入二次误差计算,在保持简化误差的同时,能够更好地保留网格模型的几何特征。分割和并行化处理将是今后需要解决的问题。     

基于变分方法的体素图像四面体化

四面体网格在医学图像、可视化等领域有广泛的应用.现有的体素图像生成四面体网格算法通常需要进行去噪、分割、四面体化等多个步骤,从而导致误差的不断累积.这里提出了一种直接由带噪音的原始体素数据生成最终需要的四面体网格的算法.本算法的核心是针对体素图像四面体化的需求提出了一种基于全变分稀疏模型的优化方法,并通过交替方向乘子法等数值算法高效地优化该变分模型,直接从输入的原始体素图像中得到四面体网格,同时对网格的顶点位置、连接关系、四面体的属性信息都进行了优化.通过在模拟数据与真实数据上的实验表明,该算法在处理即使带有噪音的数据时也能很好地重建四面体网格,并能保持原始信号的尖锐特征.     

一种改进的基于二次误差测度的网格简化算法

在医学图像三维表面建模中,会产生大量的三角面,难以在普通PC机上进行实时渲染.为了解决这个问题,本文作者提出一种改进的基于二次误差测度的网格简化算法.通过对顶点进行分类,在简化过程中更好地保持了模型的细节特征,同时考虑了网格中三角面的分布情况,减小了几何误差.结果表明,算法既保持了原算法快速的优点,又满足了医学图像处理对逼真度和网格质量的较高要求.     

用八叉树数据结构自动生成三维网格的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便．     

用八叉树数据结构自动生成三维网络的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便。     

基于归一化的抗几何攻击三维模型水印算法

为了提高三维网格水印抵抗几何攻击的能力，借用数字图像归一化的思想，提出了一种基于归一化的抗几何攻击三维模型数字水印算法，该算法在嵌入水印前将模型的几何中心移到坐标原点以实现对平移攻击的不变性；将模型由直角坐标转化为球坐标，以模型顶点到几何中心的距离这一全局几何特征为嵌入单元，通过修改归一化距离的离散余弦变换系数嵌入水印，以实现对缩放攻击的鲁棒性，仿真结果表明，基于归一化的三维网格模型水印算法复杂度较低，能够很好地解决模型针对缩放攻击需要重定位的问题，在经受平移、旋转、缩放、剪切、网格简化等常见攻击时也具有较好的鲁棒性。     

稠密网格距离场的自适应快速构造

针对具有大量顶点的多边形网格,提出了一种自适应选择采样点的方法,从而使得由这些采样点所定义的距离场方程,以给定的精度逼近原多边形网格.在自适应选择采样点的过程中,需要反复求解重采样生成的距离场方程.为了充分利用已有的求解结果,采用矩阵分块技术,加速了增加采样点后距离场方程的求解.对于复杂的模型,最终保留的采样点数目可能较多,为此采用FMM方法加速了距离场场值的求解.     

基于特征点的自适应三维网格数字水印算法

针对目前三维模型水印算法在将水印嵌入三维模型后,均会使三维模型产生局部失真问题,文章提出一种自适应三维网格水印算法。通过特征点提取算法将模型的特征点提取出来,按其模长进行分组,将每组顶点的模长序列进行一维DCT变换到频域,在频域信号上加入水印,使嵌入的水印具有不可见性。实验结果表明,该算法对仿射攻击、网格简化、加噪声和剪切攻击以及它们的联合攻击具有较好的鲁棒性,同时有效地控制了由于嵌入水印对几何模型造成的局部失真现象。     

基于自动反关节形变的非刚性三维形状检索方法

提出一种新的基于“自动反关节形变”的非刚性三维形状检索方法。首先, 提取三维模型的形状特征点, 用来进行刚性区域划分及局部骨架提取; 然后, 结合网格编辑技术, 自动地消除非刚性模型上的关节形变, 估计形变前的近似刚性三维形状作为标准形; 最后, 从标准形上构造形状特征描述, 并计算“推土机距离”衡量非刚性模型之间的内蕴相似性。该算法减少了标准形上的几何扭曲, 并显著降低了计算代价。实验结果显示了该方法对非刚性三维形状检索的效果提升。     

基于边折叠网格简化的三维形状变形

提出一种基于边折叠网格简化的交互武三维形状变形算法.通过折叠三角形网格的边来提取原始三维模型中的形体关键特征点生成简化模型,以交互方式对三维模型添加固定、移动等位置约束,建立并求解非线性优化方程,获得简化模型上各关键点仿射变换的最优值.然后基于关键点的仿射变换,计算原始模型中各节点的变形映射.实例表明边折叠网格简化可有...     

Watermarking on 3D mesh based on spherical wavelet transform

In this paper we propose a robust watermarking algorithm for 3D mesh. The algorithm is based on spherical wavelet transform. Our basic idea is to decompose the original mesh into a series of details at different scales by using spherical wavelet transform; the watermark is then embedded into the different levels of details. The embedding process includes: global sphere parameterization, spherical uniform sampling, spherical wavelet forward transform, embedding watermark, spherical wavelet inverse transform, and at last resampling the mesh watermarked to recover the topological connectivity of the original model. Experiments showed that our algorithm can improve the capacity of the watermark and the robustness of watermarking against attacks.     

基于仿射不变块相似度量的BM3D图像去噪算法

针对使用规则的正方形块去噪可能产生伪影, 或图像受到仿射形变时使用正方形块寻找到的相似块数量将会减少的问题, 提出一种基于仿射不变块相似度量的BM3D(block matching and 3D filtering)图像去噪算法. 首先, 在块匹配过程中, 使用椭圆块代替规则的正方形块进行块匹配分组, 形成三维椭圆块组; 其次, 使用仿射不变块相似度量计算两个椭圆块之间的距离判断其相似度, 该度量通过自动调整块大小与形状进行块比较, 能寻找到更多的相似块, 将其用于图像去噪. 实验结果表明, 该算法可有效提高去噪效果, 获得良好的视觉效果, 与原始BM3D算法相比, 具有较好的峰值信噪比.     

采用网格再划分技术的网格推延造型

提出了一种对自由多边形物体直观高效的三维网格推延造型方法,采用这种造型方法,用户可以在已有的三维物体上勾勒两笔二维轮廓,从而推延了新的空间网格曲面,阐述了两种网格再划分技术,网格优化和网格细分,在此基础上,详细介绍了网格推延造型的方法,该方法能广泛地应用于多边形物体的自由造型。     

Surface Deformation with Multi-constraints Based on the Minimum Energy

A method for deformation of 3D point clouds models was proposed with multi-constraints including arc-length constraints and multi-points position constraints. The energy function was built for the polyline which had been converted from the curve. Based on the minimum energy curve method. the curve on the mesh was deformed. The test results show that the proposed method has good performance. Compared with the other method. shape preserving of the curve is better. Finally. this method is used for the deformation of the 3D mannequin model. Circumference changes of the mannequin model can be reflected by the arc-length change in the size of the cross section.     

基于约束配准的杆塔变形检测方法

在电力杆塔变形检测过程中,传统的方法因其成本优势一直被广泛使用。但是,随着新技术的发展,传统方法在检测过程中的劣势也更加显著。针对目前传统方法在电力杆塔变形检测过程中显现的检测效率低、精度差这一现象,本文创造性地将三维激光扫描技术引进,并提出了一种基于激光点云数据的杆塔变形检测方法。该系统考虑到杆塔的真实变形情况,在传统最近邻迭代（ICP）算法的基础上,设计了一种改进的带约束杆塔点云配准算法。此外,本文设计了一套完整的杆塔变形监测系统,该系统可实现对电力杆塔变形结果的偏差分析及可视化输出,全面地反映出杆塔的变形情况。该系统的输入是能够反映电力杆塔表面真实坐标的点云数据,通过一系列高效的数据处理最终呈现高精度的变形结果。     

基于离散曲率的二次误差度量网格简化算法

在医学图像三维重建时产生大量的三角面片,极大地限制了三维重建的速度。提出了一种基于离散曲率的二次误差度量网格简化算法。在代价函数中引入顶点离散曲率,通过将代价函数作为顶点对的权值来控制顶点对合并次序,更好地保留了原模型的细节特征,同时修改模型特征点与特征线的权值,使得简化过程中原模型的特征点与特征线能够较好地保留。经实验对比与分析表明,该算法有效地提高了图像质量且能很好地保持原模型的图形特征。     

具有3D边缘保持的网面简化算法

研究用于计算机视觉领域的三维物体模型网面简化算法。该算法可物体形状和拓扑关系及物体表面法线、纹理、颜色和边缘等特征,是一种基于边操作（收缩,分裂）的网面模型的简化算法。该算法将网面不对称最大距离作为形状改变测度,在大量简化模型数据的同时,能有效地保持模型几何形状,拓扑关系、3D边缘点和边的特征,并能合理分布网面特点。