面向四面体网格生成的Delaunay refinement器官表面重建

为满足生物医学仿真系统对器官几何模型在Delaunay表面重构和四面体建模两方面的需求,提出一种面向四面体网格生成的Delaunay refinement表面重构算法.算法将从医学体数据中经过等值面提取和简化的初始表面作为输入和边界限定条件,为每个限定点计算局部特征尺寸并构建保护球,计算保护球与限定线段的交点并与限定点一起作为初始点集,生成Delaunay辅助四面体网格,引入一个迭代细分过程恢复边界,最终获得Delaunay重构表面.针对细分过程中的收敛性问题,文中给出了详细的理论证明和算法实例.此外,通过Delaunay四面体生成的对比实验表明该算法在Delaunay器官表面重构和四面体建模两方面兼具有效性和优越性.     

基于二维凸壳的平面点集Delaunay三角网算法

提出了一种基于并行二维凸壳算法的平面点集的Delaunay三角网生成算法。该算法基于颜坚等在文献[20]中提出的并行二维凸壳算法,在构建凸壳时记录被替换的边和被删除的点,形成一个初始三角网;再在初始三角网的各个三角形内部,采用逐点插入法构建局部的Delaunay三角网;最后,对各个局部Delaunay三角网的边界边进行局部优化,得到原点集的Delaunay三角网。文中给出了算法的正确性说明,实验结果也表明该算法稳定高效。     

三维散乱点云快速曲面重建算法

提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维散乱点云快速曲面重建算法。算法首先计算点云的Delaunay三角剖分, 从Delaunay四面体提取初始三角网格, 根据Voronoi体元的特征构造优先队列并生成种子三角网格, 然后通过区域生长的方式进行流形提取。实验结果表明, 该算法可以高效、稳定地重构具有复杂拓扑结构、非封闭曲面甚至是非均匀采样的点云数据。与传统的基于Delaunay的方法比较, 该算法仅需要进行一次Delaunay三角剖分, 无须极点的计算, 因此算法的重构速度快。     

基于Delaunay规则的无组织采样点集表面重建方法

表面重建在3维地理信息系统、计算机辅助设计与图形学、计算机造型、逆向工程、虚拟仿真等应用领域有着广阔的应用前景。在前人研究的基础上,提出了一种基于Delaunay规则的3维表面重建方法,通过将局部采样顶点投影到局部切平面上,利用Delaunay规则对投影点进行约束三角剖分,并将剖分得到的顶点连接关系映射到3维空间中,即可得到采样点之间的相互连接关系,实现采样曲面S的表面重建。实验结果表明,算法在表面重建过程中可以有效检测不充分采样区域以及表面边界部分,适用于开、闭两种类型曲面的表面重建。此外,算法还具有实现简单、运行高效等优点。     

结合Delaunay 三角面分离法与搜索球策略的三维曲面重建算法

基于曲面重建在计算机图形学、三维GIS、逆向工程等领域有重要应用,结合区 域生长法与Delaunay 三角剖分的优势,提出了一种新的散乱点云曲面重建算法。首先根据曲面 中轴性质提出了分离角定义并推导了相关结论,利用局部Delaunay 三角形分离角性质抽取大量 位于模型表面三角形,从而构建种子三角网增加初始区域的生长面积其次运用自适应搜索球法 加快邻域三角形搜索并识别曲面边界。对比传统的基于Delaunay 法和传统区域生长法,该方法 只需要一次三角剖分,无需极点与法向量计算,重建速度快,具有Delaunay 三角网格的优良结 构特性,孔洞数量少,重建出的三维模型几何信息与拓扑关系准确。实验表明,结合Delaunay 三角剖分与区域生长法重构有向的流形三角网格模型,能够提高三维模型的重建效果与速度, 有效地自动识别曲面边界。     

一种基于映射法的散乱点云Delaunay三角剖分算法

针对直接在三维空间构建海量点云的Delaunay三角网格效率低下,提出一种新的基于映射法的Delau-nay三角网格构建算法.首先提出一种基于区域增长法的点云分片方法,能够保证对分片后的点云数据进行映射而不产生重叠;然后保持空间点云之间的距离特性,将三维点云映射到二维平面;在二维平面内进行Delaunay三角剖分,再将结果返回到三维空间内.实验结果表明,算法能够构建质量较好的三角网格.由于该算法将点云的三角剖分转换到低维空间,通过实验结果对比本算法与其他算法效果,证明该方法能够更快地完成重构.     

利用Voronoi图改进离散数据重构曲面算法

本文利用Delaunay三角剖分和 Voronoi图的性质,实现了一种对散乱点重构闭合曲面的方法。该方法在搜索策略上进行了改进：首先对输入点进行三角剖分,产生相互独立的四面体,构建一个凸包;然后利用Delaunay三角剖分产生Voronoi图;最后根据Voronoi图的性质,选择包含在形体内部的四面体,提取出边界三角形,完成散乱点边界重构。计算复杂度和Delaunay四面体数量成正比,在自动形状重构时形状边界提取过程的计算复杂度为O(n),算法适用于各种涉及图形重构的工程应用。     

基于图片序列的三维表面重建

根据非透明物体内部不可见的实际,提出了一种基于图片序列的三维表面重建算法.该算法首先利用传统的八叉树算法重建出物体的三维模型,然后利用一种新颖的表面点提取算法提取出物体表面点,最后利用这些表面点进行三角网格剖分,进而重建出光滑的三维物体表面.在表面点的提取过程中,算法对处于不同状态(处于立方体的顶点、棱、面)的点赋予不...     

特征点自动标定的颅面复原及其评估方法

为了采用计算机技术从人头颅骨样本重构出个性化的三维表面面部特征,提出一种特征点自动标定的颅面复原算法.首先利用特征点自动标定算法对待复原颅骨模型进行特征点标定;然后在基于模板变形的颅面复原算法基础上引入Laplace坐标网格变形技术,以实现待复原颅骨模型的颅面复原.为了验证文中算法进行颅面复原结果的可靠性,提出一种采用计算颅面整体特征和局部特征相似度的颅面复原结果评估方法.实验结果表明,文中提出的特征点自动标定算法大大提高了颅面复原前期工作的效率,颅面复原算法对待复原颅骨的颅面复原取得了良好的复原效果;同时,颅面复原结果评估方法达到了主观与客观评价上的一致,对复原结果验证有良好的指导作用.     

基于Loose r-sample的网格质量保持技术

为保证虚拟手术系统中的网格质量,提出一种基于Loose r-sample理论的快速表面网格重建算法。记录满足Loose r-sample采样定理的点集,用以描述物体的轮廓。通过约束Delaunay方法对该点集进行三角化,标记顶点和Delaunay单元,重构新的网格。实验结果表明,该算法能够保证生成网格的质量,简化仿真复杂度。     

改进的Delaunay三角网渐次插入生成算法

提出一种改进的Delaunay三角网渐次插入生成算法。在边界初始化阶段,无须对插入点进行排序,只须按链表顺序插入,在LOP算法中,因交换对角线而产生的新三角形只须遵循Delaunay三角化原则由里向外更新邻接三角形。实验结果表明,改进的算法能提高效率,加快Delaunay三角网的构建速度。     

平面散乱点集约束Delaunay三角形剖分切割算法

文章提出了一种基于切割的平面散乱点集约束Delaunay三角剖分算法。该算法的基本思路是首先对平面散乱点集作约束最大空圆凸多边形剖分,然后对多边形的内部再作约束Delaunay三角形剖分。文章还证明了平面散乱点集的约束最大空圆凸多边形剖分是唯一的以及约束Delaunay三角剖分的不唯一性仅仅体现在约束最大空圆凸多边形的内部。使用约束最大空圆凸多边形的概念消除了由于“退化”现象（三个以上的点共圆）带来的算法上的潜在错误。     

A Delaunay-based region-growing approach to surface reconstruction from unorganized points

This paper presents a Delaunay-based region-growing (DBRG) surface reconstruction algorithm that holds the advantages of both Delaunay-based and region-growing approaches. The proposed DBRG algorithm takes a set of unorganized sample points from the boundary surface of a three-dimensional object and produces an orientable manifold triangulated model with a correct geometry and topology that is faithful to the original object. Compared with the traditional Delaunay-based approach, the DBRG algorithm requires only one-pass Delaunay computation and needs no Voronoi information because it improves the non-trivial triangle extraction by using a region-growing technique. Compared with the traditional region-growing methods, the proposed DBRG algorithm makes the surface reconstruction more systematic and robust because it inherits the structural characteristics of the Delaunay triangulation, which nicely complements the absence of geometric information in a set of unorganized points. The proposed DBRG algorithm is capable of handling surfaces with complex topology, boundaries, and even non-uniform sample points. Experimental results show that it is highly efficient compared with other existing algorithms.     

Delaunay三角网表示和点删除方法

对于三角网的表示方法,提出了一种双循环链表结构,这种结构能够方便的表示三角网的边拓扑和面拓扑信息,以及多边形结构.基于这种结构,对三角网点删除算法进行了改进.以前的点删除算法是基于连续的凸耳删除,提出的方法是基于多边形边的构建方法,利用D-三角网的空外接圆属性.与其它方法相比,这种方法具有容易理解,效率高的优点.     

一种基于改进 PointNet++网络的 三维手姿估计方法

针对 PointNet++网络处理点云局部特征时因分组范围区过大导致计算量较大的问题,提出一种改 进的 PointNet++网络的三维手姿估计方法。首先对手势点云进行基于 Delaunay 三角剖分算法与 K 中位数聚类算 法相结合的三角剖分,得到手势点云的三角网格模型,并计算三角网格模型的边长均值;然后以三角网格模型边 长均值为半径,对最远点采样(FPS)的采样点进行球查询搜索,再根据搜索到的采样点个数极值对采样点云进行 K 近邻分组,并最终输入 PointNet 网络,完成三维手姿的位置估计。改进后的 PointNet++网络可以根据不同的点云 密度自动调整网络分组区域的局部提取点个数。实验结果表明,在不影响三维手姿估计精度的情况下,该方法提 高了 PointNet++网络的模型训练速度,并在三维手姿估计中可有效减少特征提取的计算量,使计算机能够更快地 捕捉手姿状态。     

A new combinatorial approach to surface reconstruction with sharp features

This paper presents a new combinatorial approach to surface reconstruction with sharp features. Different from other postprocessing methods, the proposed method provides a systematic way to identify and reconstruct sharp features from unorganized sample points in one integrated reconstruction process. In addition, unlike other approximation methods, the reconstructed triangulated surface is guaranteed to pass through the original sample points. In this paper, the sample points in the sharp regions are defined as characteristic vertices (c-vertices), and their associated poles (c-poles) are used as a "sculptor" to extract triangles from a Delaunay structure for the sharp features. But, for smooth surface regions, an efficient region-growing scheme is used for triangle extraction and connection. Since only the c-poles associated with the sharp regions are used to participate in the Delaunay computation with the sample points, the proposed algorithm is adaptive in the sense that, given a sampled object with less sharp features, the triangulation becomes more efficient. To validate the proposed algorithm, some detailed illustrations are given. Experimental results show that it is robust and highly efficient.     

结合二叉树和Graham扫描技术的高效Delaunay三角网构建算法*

为了提高不规则三角网的构建速度,提出了一种高效构建Delaunay三角网算法。首先对平面上的离散点集按一定的阈值进行分块,建立子块索引二叉树,然后利用Graham扫描技术对各子块构建Delaunay三角网,最后自底向上合并具有相同父节点的子块。通过具体实验与其他构网算法比较,该算法在构网速度上具有明显的优越性。     

一种新型的PCB图像快速配准算法

PCB图像配准是进行自动光学检测的关键步骤。PCB中往往存在许多相似图形和区域,一般特征点提取和匹配方法效率低,且容易产生误匹配。提出一种以PCB图像中特定几何图形的中心作为特征点,基于相似三角形约束的快速配准算法。提取实测图和标准图中圆形和方形的中心点集进行DT剖分,找出两幅图三角网中的相似三角形集,再对相似三角形的中心点集进行二次剖分和比对,以增强匹配的可靠性。实验证明:该方法计算速度快、匹配正确率高,且能得到均匀分布的正确匹配点。     

综合录井井下三维地层可视化建模研究与实现

针对综合录井井下地层特点,采用多层DEM三维可视化模型对地下地质环境进行三维描述,实现综合录井三维地层实时显示.将三维坐标投影转换到二维坐标系中,采用二维Delaunay剖分改进算法构建Delaunay三角网;探讨了剖分后的不规则三角网(TIN)到格网的转换和插值以及通过格网DEM构建三维地层;介绍了根据选择的剖切面方程生成地质体的剖面.系统采用VC++6.0和OPENGL图形接口作为开发平台,可以从任意的角度对剖切开的三维地质体进行观察和分析也能够从任意的角度对三维地质体整体进行观察、缩放和剖切等操作.     

复杂地质体中多值面的网格生成算法

针对现有的网格生成算法无法处理在自然界中大量存在的多值面地质现象，基于分割－归并方法，提出一种分裂－重构算法。在生成初始约束Delaunay三角形网格之后，遵循连续折线的正负区测试准则，对网格中的局部顶点进行分裂，重构相关的三角形的点、边以及三角形的拓扑关系。实验表明，该算法能够有效地生成多值面的网格。