文物是文化傳承的重要載體,但是受自然環(huán)境與人類活動的影響,文物會出現(xiàn)不同程度的損毀,修復文物、還原文物全貌一直是各大文物修復基地工作的重點。傳統(tǒng)文物修復采用手工翻�；蝠ね了苄�,這類接觸式修復方式不可避免會對文物造成二次損傷。隨著三維數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與進步,無損、高效的數(shù)字化修復方式走入了文物修復者的視線。逆向工程與快速成型技術(shù)為文物的數(shù)字化修復提供了技術(shù)支持。在逆向工程中,采用點云精簡完成點云數(shù)據(jù)量的壓縮,提高數(shù)據(jù)處理效率,但現(xiàn)有研究往往忽略了特征點的提取問題,使得精簡后的模型部分特征點丟失。另外,表面存在的孔洞使得模型特征點丟失更為嚴重,嚴重破壞了模型的完整性。因此,本文著重研究了點云模型特征點提取與孔洞修補,實現(xiàn)了文物的數(shù)字化修復。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）提出一種基于反距離權(quán)重與密度的點云特征點檢測算法。算法基于閾值檢測思想,可適用于多種類型點云模型的特征點檢測,根據(jù)點云初始分布計算反距離權(quán)重與點云密度,以基于反距離權(quán)重的加權(quán)等效合力與點云密度作為綜合檢測參數(shù)判定目標點是否為特征點。提取出點云模型中的特征點后,根據(jù)平均曲率對非特征點分區(qū),對不同區(qū)域設(shè)置不同精簡率完成點云精簡。實... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究的目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 數(shù)字化文物修復國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.3.2 點云模型特征點檢測算法國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.3.3 孔洞修補算法國內(nèi)外現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 相關(guān)技術(shù)與理論
    2.1 逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù)
        2.1.1 數(shù)據(jù)獲取方式
        2.1.2 逆向工程中主要數(shù)據(jù)類型
        2.1.3 點云數(shù)據(jù)預處理
        2.1.4 逆向軟件
    2.2 快速成型技術(shù)
    2.3 逆向工程與快速成型技術(shù)的數(shù)據(jù)對接
    2.4 孔洞修補算法相關(guān)原理
        2.4.1 孔洞類型
        2.4.2 三角網(wǎng)格模型中的邊界識別方法
        2.4.3 點云重建與三角剖分
        2.4.4 曲率
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于特征點提取的點云精簡
    3.1 基于反距離權(quán)重與密度的特征點檢測算法
        3.1.1 點云拓撲關(guān)系建立
        3.1.2 微切平面擬合
        3.1.3 基于反距離權(quán)重的加權(quán)等效合力計算
        3.1.4 點云密度計算
        3.1.5 特征點檢測
    3.2 基于平均曲率的點云精簡
        3.2.1 平均曲率估算
        3.2.2 點云精簡
    3.3 實驗與結(jié)果分析
        3.3.1 特征點檢測算法實驗與結(jié)果分析
        3.3.2 點云精簡實驗與結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于改進波前法的孔洞修補算法
    4.1 三角網(wǎng)格模型的孔洞邊界識別
    4.2 離散點插入與檢驗
        4.2.1 孔洞邊界預處理
        4.2.2 離散點與三角面插入
        4.2.3 新增頂點合理性檢驗
        4.2.4 Delaunay 檢驗
    4.3 基于法矢和曲率的新增頂點調(diào)整
        4.3.1 三角網(wǎng)格模型頂點法矢估算
        4.3.2 三角網(wǎng)格模型頂點曲率估算
        4.3.3 頂點調(diào)整
    4.4 基于多向波前法的島嶼孔洞修補
    4.5 實驗與結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 數(shù)字化文物修復實現(xiàn)
    5.1 數(shù)據(jù)采集
    5.2 數(shù)據(jù)處理
        5.2.1 點云模型去噪
        5.2.2 點云模型拼接
        5.2.3 點云數(shù)據(jù)精簡
        5.2.4 孔洞修補
    5.3 文物復制品的快速成型制造
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于泊松方程的孔洞修補算法[J]. 李月雯,耿國華,魏瀟然.  計算機工程. 2017(10)
[2]采用密度空間聚類的散亂點云特征提取方法[J]. 張雨禾,耿國華,魏瀟然,石晨晨,張順利.  西安電子科技大學學報. 2017(02)
[3]一種散亂點云的均勻精簡算法[J]. 李仁忠,楊曼,劉陽陽,張緩緩.  光學學報. 2017(07)
[4]自由曲面熔覆路徑的點云切片算法研究[J]. 黃海博,孫文磊,黃勇,陳影.  激光技術(shù). 2017(05)
[5]具有自適應壓縮機制的STL網(wǎng)格模型切片方法[J]. 王亞萍,寇晨光,葛江華,隋秀凜,王磊.  哈爾濱理工大學學報. 2017(01)
[6]曲面細節(jié)特征保持的三維模型孔洞修復方法[J]. 劉震,王艷賓,白麗麗,繆永偉.  計算機輔助設(shè)計與圖形學學報. 2016(12)
[7]動態(tài)生長的自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)點云重建技術(shù)[J]. 張月,戴寧,劉浩,李大偉.  計算機輔助設(shè)計與圖形學學報. 2016(09)
[8]一種改進的最小二乘平面擬合算法[J]. 李偉,孫元超,李宗春,王永強,郭風成.  測繪科學. 2017(01)
[9]采用半邊編碼的三角網(wǎng)格拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[J]. 張應中,謝馥香,羅曉芳,王欽瑞.  計算機輔助設(shè)計與圖形學學報. 2016(02)
[10]基于馬爾科夫隨機場的散亂點云全局特征提取[J]. 張靖,周明全,張雨禾,耿國華.  自動化學報. 2016(07)

碩士論文
[1]三維激光掃描點云邊界檢測和孔洞修補技術(shù)研究[D]. 胡志勝.中國礦業(yè)大學 2016
[2]基于逆向工程技術(shù)的文物數(shù)字化建模及應用[D]. 姚增凱.陜西科技大學 2014
[3]面向數(shù)控加工的三角網(wǎng)格法矢量與曲率計算方法研究[D]. 趙秋艷.湖南大學 2013
[4]三維數(shù)字技術(shù)在博物館中的應用探究[D]. 李英赫.內(nèi)蒙古大學 2013
[5]基于激光掃描技術(shù)的文物三維數(shù)字化方法研究與應用[D]. 周亞男.陜西科技大學 2012
[6]散亂點云數(shù)據(jù)處理相關(guān)算法的研究[D]. 劉立強.西北大學 2010
[7]三角網(wǎng)格離散曲率估計和Taubin方法改進[D]. 齊寶明.大連理工大學 2008



本文編號：3705050