本文關(guān)鍵詞：三維圖像的濾波與配準(zhǔn)算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三維重建是逆向工程中的重要一環(huán),也是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個(gè)重要研究內(nèi)容。在三維重建的過程中,所獲取的物體表面的三維數(shù)據(jù)不可避免的存在著不合理的噪聲,同時(shí)由于受到測量角度的限制,需要從不同的角度去獲取物體表面的三維數(shù)據(jù),所以三維圖像的濾波與配準(zhǔn)處理顯得尤其重要。論文對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)的濾波與配準(zhǔn)算法以及相關(guān)問題進(jìn)行研究。針對(duì)三維圖像的濾波問題,本文首先研究了Laplacian濾波、Taubin濾波和Curvature濾波算法,然后在Laplacian濾波算法基礎(chǔ)上,考慮到點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離的影響程度,提出了一種改進(jìn)的加權(quán)Laplacian濾波算法,可以在一定程度上保持圖像原有特征信息,抑制形變的發(fā)生。本文利用了法向量以及它們之間的夾角,并引入Laplacian算子作為偏移系數(shù),在中值濾波算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于法向量的改進(jìn)中值濾波算法,可以在保持圖像特征信息的同時(shí)得到良好的濾波效果。最后將幾種濾波算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。針對(duì)三維圖像的配準(zhǔn)問題,本文首先研究了ICP配準(zhǔn)算法,然后對(duì)該算法的每個(gè)階段進(jìn)行分析,并通過實(shí)驗(yàn)選擇了不同階段所采用的方法。針對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量龐大不利于運(yùn)算以及選取的對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)特征不明顯等問題,在ICP算法基礎(chǔ)上提出了基于特征提取的改進(jìn)ICP算法,先對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)提取,然后根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)的特征描述子的相似性選取對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì),進(jìn)而采用四元數(shù)法來估計(jì)剛體變換矩陣進(jìn)行配準(zhǔn)。最后將算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較,證明本文算法的收斂速度更快、配準(zhǔn)效果更好,并且具有較好的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：三維圖像 濾波 特征提取 配準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景及選題意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 三維圖像濾波算法的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 三維圖像配準(zhǔn)算法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要開展的工作14
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排14-16
• 2 三維圖像數(shù)據(jù)處理的相關(guān)技術(shù)16-33
• 2.1 k-最近鄰域搜索16-20
• 2.2 法線估計(jì)20-23
• 2.3 三維幾何變換23-26
• 2.4 剛體變換及其參數(shù)求解26-32
• 2.4.1 剛體變換矩陣26-28
• 2.4.2 剛體變換矩陣的求解28-30
• 2.4.3 四元數(shù)法30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 三維圖像的濾波算法33-52
• 3.1 幾種濾波算法33-41
• 3.1.1 Laplacian濾波33-37
• 3.1.2 Taubin濾波37-39
• 3.1.3 Curvature濾波39-41
• 3.2 改進(jìn)的加權(quán)Laplacian濾波41-43
• 3.2.1 選取新的權(quán)值42
• 3.2.2 更新點(diǎn)的位置42-43
• 3.3 基于法向量的改進(jìn)中值濾波43-47
• 3.3.1 更新法向量44
• 3.3.2 計(jì)算點(diǎn)的偏移量44-45
• 3.3.3 計(jì)算偏移系數(shù)45-46
• 3.3.4 更新點(diǎn)的位置46-47
• 3.4 三維圖像的濾波算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與分析47-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 三維圖像的配準(zhǔn)算法52-81
• 4.1 ICP算法52-64
• 4.1.1 ICP算法簡介52-54
• 4.1.2 ICP算法過程分析54-63
• 4.1.3 ICP算法收斂性分析63-64
• 4.2 基于特征提取的改進(jìn)的ICP算法64-74
• 4.2.1 基本思路64-65
• 4.2.2 NARF關(guān)鍵點(diǎn)提取65-67
• 4.2.3 特征描述子67-74
• 4.3 三維圖像的配準(zhǔn)算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析74-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的與學(xué)位論文內(nèi)容相關(guān)的學(xué)術(shù)論文及研究成果89

  本文關(guān)鍵詞：三維圖像的濾波與配準(zhǔn)算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：272953