點(diǎn)云模型骨架提取算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、曲線骨架的提取在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和可視化領(lǐng)域的許多應(yīng)用中是一個(gè)比較基本的問(wèn)題。曲線骨架是三維模型的一維表示。它廣泛地應(yīng)用于虛擬教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)建、教育模型庫(kù)檢索、教育游戲等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的曲線骨架提取算法使用的三維模型大多是以離散體素或者網(wǎng)格曲面形式表示的，而直接在點(diǎn)云上提取其曲線骨架的文獻(xiàn)比較罕見。
　　近年來(lái)隨著點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取地日益便捷，點(diǎn)云數(shù)據(jù)量急劇增大，原始模型的冗余數(shù)據(jù)給后續(xù)的曲線骨架提取帶來(lái)了不便。鑒于此，本文提出一種基于二次誤差度

2、量的自適應(yīng)點(diǎn)云簡(jiǎn)化方法。該方法首先根據(jù)二次誤差度量的思想構(gòu)造光順迭代算子對(duì)輸入點(diǎn)云進(jìn)行光順處理，剔除噪聲點(diǎn)和離群點(diǎn)。然后提取原始點(diǎn)云的特征點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制保護(hù)。而后以非特征點(diǎn)為球心，利用二次誤差度量的方法計(jì)算非特征點(diǎn)覆蓋球的半徑和最優(yōu)點(diǎn)。最后用最優(yōu)點(diǎn)代替覆蓋球內(nèi)貢獻(xiàn)較少的非特征點(diǎn)，達(dá)到簡(jiǎn)化的目的。該方法不僅以較快的速度簡(jiǎn)化點(diǎn)云同時(shí)可有效的保持原始點(diǎn)云的幾何特征。
　　經(jīng)過(guò)上述精簡(jiǎn)處理后，去除了模型中的冗余信息。但同時(shí)應(yīng)注意到，由于模型的

3、復(fù)雜性，原始點(diǎn)云中往往存在一定的數(shù)據(jù)缺失和噪聲，且模型各分支間會(huì)對(duì)骨架的提取產(chǎn)生一定的干擾。因此本文提出一種基于模型分割的魯棒性點(diǎn)云線骨架提取方法。該方法首先采用模糊聚類的方法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行分割，然后基于廣義旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的思想提取模型粗骨架。再對(duì)粗骨架進(jìn)行細(xì)化，下采樣得到定序骨架點(diǎn)，擬合定序點(diǎn)得到一維線骨架。由于本文首先對(duì)模型進(jìn)行有意義的分割，從而可消除模型分支間的相互干擾，同時(shí)在提取骨架點(diǎn)時(shí)充分利用法矢信息對(duì)數(shù)據(jù)缺失進(jìn)行有效彌補(bǔ)，最終保證了