發(fā)布時(shí)間：2023-01-12 13:25

　　陶質(zhì)文物是社會(huì)文明與發(fā)展的重要?dú)v史見證,陶質(zhì)文物一般用陶土制作,受自然環(huán)境和人為破壞因素的影響,發(fā)掘出土?xí)r大多數(shù)已支離破碎,表面特征模糊。作為陶質(zhì)文物的典范,兵馬俑也面臨著同樣的問題,被發(fā)掘時(shí)破損嚴(yán)重,碎片數(shù)量巨大,且雜亂無章,這給修復(fù)工作帶來了很大的挑戰(zhàn)。由于已有的碎片匹配和孔洞修復(fù)方法對(duì)幾何特征的完整性要求較高,且存在特征單一、誤差大以及效率低等弊端,因此對(duì)破損兵馬俑的修復(fù)效果不夠理想。針對(duì)兵馬俑碎片三維數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)點(diǎn)分布不均勻以及噪聲含量高等問題,本文主要研究文物虛擬復(fù)原中的碎片斷裂面匹配和孔洞修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù),具體研究工作如下:（1）提出一種基于GH-LS3D和模擬退火ICP的碎片匹配方法首先采用GH-LS3D算法將碎片斷裂面進(jìn)行粗匹配,然后采用基于尺度因子和模擬退火系數(shù)的ICP算法實(shí)現(xiàn)斷裂面的精確匹配,從而實(shí)現(xiàn)文物碎片的匹配。通過將該匹配方法應(yīng)用于bunny和dragon公共數(shù)據(jù)集以及兵俑和馬俑文物數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法可以有效提高數(shù)據(jù)量大、分辨率差異較大點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型的匹配精度,實(shí)現(xiàn)文物碎片匹配。（2）提出一種基于區(qū)域分割的碎片匹配方法首先提取碎片斷裂面上的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 匹配研究現(xiàn)狀
        1.2.3 孔洞修復(fù)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 文物數(shù)據(jù)模型預(yù)處理
    2.1 引言
    2.2 特征直方圖計(jì)算
        2.2.1 特征點(diǎn)距離
        2.2.2 法向量偏角
        2.2.3 點(diǎn)云密度
    2.3 相關(guān)性計(jì)算
    2.4 基于盒子分割的點(diǎn)云配準(zhǔn)
    2.5 本章算法描述
    2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        2.6.1 公共點(diǎn)云配準(zhǔn)
        2.6.2 文物碎片配準(zhǔn)
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于GH-LS3D和模擬退火ICP的碎片匹配
    3.1 引言
    3.2 基于GH-LS3D粗匹配
    3.3 基于模擬退火ICP的精匹配
        3.3.1 ICP算法
        3.3.2 尺度因子和模擬退火參數(shù)
    3.4 本章算法描述
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 公共點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)
        3.5.2 文物碎片匹配
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于區(qū)域分割的碎片匹配
    4.1 引言
    4.2 凹凸特征點(diǎn)提取
    4.3 特征點(diǎn)區(qū)域分割
    4.4 基于SVD的區(qū)域匹配
        4.4.1 SVD分解定理
        4.4.2 區(qū)域匹配
    4.5 本章算法描述
    4.6 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
        4.6.1 公共點(diǎn)云配準(zhǔn)
        4.6.2 文物斷裂面匹配
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于擴(kuò)展PFH特征的碎片匹配
    5.1 引言
    5.2 特征點(diǎn)檢測(cè)
    5.3 EPFH特征提取
        5.3.1 PFH特征
        5.3.2 局部坐標(biāo)系構(gòu)建
        5.3.3 構(gòu)建EPFH特征描述子
        5.3.4 特征描述子降維
    5.4 本章算法描述
        5.4.1 基于SAC-IA的粗匹配
        5.4.2 基于k-d樹的精匹配
    5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 基于特征線細(xì)分的徑向基函數(shù)文物孔洞修復(fù)
    6.1 引言
    6.2 孔洞邊界提取和預(yù)處理
        6.2.1 孔洞邊界提取
        6.2.2 孔洞邊界預(yù)處理
    6.3 基于徑向基函數(shù)的隱式曲面構(gòu)造
        6.3.1 隱式曲面的含義及方程
        6.3.2 隱式曲面約束點(diǎn)的采集
        6.3.3 徑向基函數(shù)插值隱式曲面的求解
    6.4 特征線細(xì)分孔洞區(qū)域
    6.5 調(diào)整新增三角形頂點(diǎn)置隱式曲面
    6.6 本章算法描述
    6.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.7.1 公共數(shù)據(jù)模型修復(fù)
        6.7.2 文物模型修復(fù)
    6.8 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]基于B-SHOT特征和3D-NDT的點(diǎn)云自動(dòng)配準(zhǔn)[J]. 王鵬,李少達(dá),趙雪.  地理空間信息. 2018(12)
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博士論文
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[2]三維復(fù)雜形狀拼接與破碎物體復(fù)原技術(shù)研究[D]. 周術(shù)誠(chéng).西北大學(xué) 2007

碩士論文
[1]低重疊率點(diǎn)云配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 邵紅旭.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]散亂點(diǎn)云邊界提取及孔洞修復(fù)算法研究[D]. 晏海平.南昌大學(xué) 2014
[3]非薄壁文物碎片拼接中的斷裂面提取與匹配技術(shù)研究[D]. 孟秋晴.西北大學(xué) 2013
[4]逆向工程模型重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[D]. 曹曉興.鄭州大學(xué) 2012
[5]破碎剛體互補(bǔ)形狀匹配與拼接方法研究[D]. 樊少榮.西北大學(xué) 2005



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