【摘 要】
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随着计算机技术以及三维成像的软硬件技术的迅猛发展,三维数字化技术愈来愈多地得到人们的关注和应用。三维数字化技术概括地说可以分为数据采集、表面网格重建和表面信息获
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随着计算机技术以及三维成像的软硬件技术的迅猛发展,三维数字化技术愈来愈多地得到人们的关注和应用。三维数字化技术概括地说可以分为数据采集、表面网格重建和表面信息获取三个过程。表面网格重建是从采样于三维物体表面的海量点云数据出发,生成具有正确拓扑关系的物体网格表示,是连接点云数据和物体表面模型的桥梁。三维表面网格重建效果的好坏直接关系到人们对物体的认知、特征提取和三维测量等后续应用。另一方面,三维表面重建过程一般是在只知道点云数据而不知道物体拓扑关系的情况下进行的,涉及到计算几何、拓扑学,以及计算机图形学等多领域的知识。因此三维表面重建算法的研究具有重大的理论意义和现实意义。通过激光扫描仪获得的三维数据点云数据,由于各种误差和噪声的存在,将造成原始数据的不规则,给表面重建带来困难。因此,必须对三维原始数据进行预处理。物体经过扫描后,得到的大量原始点云数据一般密度很大,且其中随机分布着噪声数据。利用这些数据进行后续的网格化、曲面重构、三维重建和显示时,必须进行有效的数据预处理,以保证采集数据的准确性。扫描过程中,杂散光、背景光或者系统运行中的其他一些意外因素等产生了一些不属于扫描实物的本身的数据,这些数据也被记录到了数据文件中。因此在对激光扫描获取的数据点重建之前,必须对噪声点数据进行删除。本文主要是以激光三维扫描仪得到的点云数据为研究对象进行研究。主要工作包括以下几个部分:(1)数据预处理。研究了PCA小波去噪的算法,阈值去噪法。给出了这些算法对数据处理的结果,并进行了分析。(2)三维表面重建。在网格优化的基础行采用局部优化算法对三维网格实施优化,在保证网格显示质量的前提下,减少了网格数目,提高了显示速度。(3)在matlab平台下,编制了用于PCA小波去噪和阈值去噪的应用程序。并对不同的三维点云数据进行了重建实验,取得了较好的效果。
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