用反调和平均曲率流实现网格保特征平滑

利用反调和平均曲率流，提出一种各向异性、快速的不规则三角网格去噪算法．模型中选择的各向异性演化权函数比较简单，同时保持了网格的几何特征．分别用显式格式和半隐式格式实现了此平滑算法．提供的数值例子显示了模型的有效性．     

基于双边过滤的网格光顺法

在逆向工程和计算机图形学中,由于扫描的数据存在噪点,为了便于后期处理,在使用前要对其进行光顺处理.通过对网格双边过滤法的研究,提出了改进的方法.通过网格顶点及其邻域点拟合一张曲面,对每一个邻域点构造一条抛物线,利用该抛物线计算出新的距离,得到新的光顺公式.经过软件测试,新的光顺公式能够更好的对网格进行光顺,同时保留网格图形的特征.实验结果证明,使用拟合的曲面来局部逼近已有的未知曲面能比使用平面逼近已有的未知曲面得到更好的保特征效果.     

Mesh Detail Editing by Filtering Differential Edge Coordinates

In this paper, we propose anovel geometricaldetail editing method for triangulatedmeshmodels based on filtering robust differential edge coordinates.Theintroduceddetail editing consists ofnot only feature-preserving denoising for removing scanner noises, but also interactive detail editing for weakening or enhancing some specific geometric details.Various detail editing results are obtainedby reconstructingthe mesh fromnew processed differential edge coordinates, which are filtered from the view of signal processing, in linear least square sense.Experimental results and comparisonswith other methodsdemonstrate that our method is effective and robust.     

基于小波维纳滤波和各项异性扩散的图像去噪

提出一种基于小波和各项异性非线性扩散的新图像去噪算法。小波域局部阈值维纳滤波是一种简单有效的去噪方法,利用该方法先对原始图像进行初步去噪,以此引导非线性扩散模型中的边缘检测函数,再用非线性扩散进行去噪。实验表明:该算法不仅很好地保存了图像的边缘信息,而且有效地去除了图像中的大部分噪声,无论是视觉效果还是客观标准上都优于单纯的小波域维纳滤波或各项异性非线性扩散去噪。     

面向法向域网格建模的非线性引导滤波

网格建模是数字几何处理领域的基础性研究问题.为了提高网格建模的简便性和鲁棒性,首先提出了一种非线性的引导滤波算法.滤波过程在法向域进行,滤波后的法向是引导网格法向的局部二次变换;然后,应用上述算法研究了建模方面的2个重要问题:网格去噪和网格平滑,其中的难点在于如何构造合适的引导网格.针对去噪问题,每次迭代时利用双边法向滤波得到引导网格;针对平滑问题,引导网格以高斯滤波结果作为初始值,进而结合原始网格不断进行更新;最后,在形状复杂或特征丰富的网格模型上进行了去噪、平滑等实验,结果表明,该算法简单实用、鲁棒,去噪时能够有效地去除强噪声,保持模型的几何特征;平滑时能够提取出中小尺度的特征,保留大尺度的特征.     

残缺网格模型的快速B样条曲面重建

针对残缺的三角网格模型,提出一种将网格模型的散乱数据点转化为有序阵列点再进行B样条曲面快速重建的算法.首先确定最小二乘平面上的一个矩形参数域,再构造出一个平面阵列点列,并部分映射到三维网格上;然后利用空间阵列点的邻域信息估计4个角点的空间坐标,并构造径向基函数曲面,用于补充空间阵列点列中残缺的数据;最后利用有序点列拟合的高效性构造B样条曲面.实验结果表明:该算法速度快、拟合精度高、鲁棒性强,重建的曲面具有良好的光顺性和可延伸性,适用于逆向工程中对经过数据分割后的网格模型的自由曲面重建.     

Loop细分曲面的优化拟合算法

提出一种用于构造给定三维模型的拟合Loop细分曲面的迭代优化算法,使得拟合曲面与原始模型之间的逼近误差最小.算法中的逼近误差定义为原始模型各面元到拟合曲面最小距离的积分.与Loop细分小波分解算法的比较表明,该算法以适度的运行时间代价得到了更优的结果.此外,该算法还可以加以推广,作为一类从输入模型生成其近似表示的优化算法的基础.     

表面网格控制的快速毛发建模

针对现有角色毛发建模复杂耗时的问题,提出一种基于多边形表面网格的快速毛发建模方法.首先构建粗糙的表面网格来大致表示毛发的整体形态,随后计算控制毛发走向的参数,并基于此自动生成形状网格对应的空间毛发轨迹线来修正毛发走向,使结果在拟合用户指定的毛发形态的同时兼容现有的风格化方法.实验结果表明,该方法使用类似表面网格建模的方法即可完成高质量毛发的建模,在得到较好结果的同时大大降低了建模的难度与工作量,并增强对结果的可控性.另外,文中方法也可方便地与基于物理的运动模拟方法结合生成毛发动画.     

三角网格模型上任意两点间的近似最短路径算法研究

提出一种任意三角网格模型上两点间的近似最短路径算法．该算法首先将三角网格模型表示为带权图结构,然后用Dijkstra算法计算带权图中两顶点间的最短路径,并将其作为网格模型上该两点间最短路径的初始近似．通过不断地迭代对相关三角形边进行自适应细分,并构造每次细分后新的带权图,从而对网格模型上的两点间最短路径进行迭代逼近．该算法效率高,可以很好地控制精度,适用于大型三角网格模型两点间最短路径寻找．文中还讨论了该算法在任意三角网格模型区域划分中的应用．     

网格模型中直纹面的提取

提出一种基于直母线族提取与拟合的网格模型直纹面提取方法.首先通过集合误差权排序方法从模型中选择一个可信直母线种子,然后通过局部标架引导搜索邻接直母线,移动标架重复上述搜索过程,直到跨出网格边界或者开始循环搜索.利用"投影"光顺法对齐直母线段族首末端点,再通过定义欧氏6空间下的距离函数,将欧氏3空间下的直线族逼近直纹面问题转换成欧氏6空间下B样条曲线最小二乘拟合问题.为了使逼近的曲面光顺,在曲线拟合过程中引入了能量函数.与其他算法相比,文中方法获得了较强的直母线族的鲁棒性和精确性,并能有效、合理地拟合出光顺直纹面.     

Quality Mesh Smoothing via Local Surface Fitting and Optimum Projection

The smoothness and angle quality of a surface mesh are two important indicators of the "goodness" of the mesh for downstream applications such as visualization and numerical simulation. We present in this paper a novel surface mesh processing method not only to reduce mesh noise but to improve angle quality as well. Our approach is based on the local surface fitting around each vertex using the least square minimization technique. The new position of the vertex is obtained by finding the maximum inscribed circle (MIC) of the surrounding polygon and projecting the circle's center onto the analytically fitted surface. The procedure above repeats until the maximal vertex displacement is less than a pre-defined threshold. The mesh smoothness is improved by a combined idea of surface fitting and projection, while the angle quality is achieved by utilizing the MIC-based projection scheme. Results on a variety of geometric mesh models have demonstrated the effectiveness of our method.     

三角网格模型的各向异性孔洞修补算法

提出一种用于三角网格模型的各向异性孔洞修补算法.该算法避免了高代价的孔洞多边形最优三角化求解过程,只需对其进行一般三角化;而后通过很少次数的迭代过程对孔洞三角化后的网格进行细化和几何形态的调整,使其和周边网格自然过渡.实验结果证明,该算法高效、稳定,能够处理各种类型的孔洞.     

Surface Modelling and Mesh Generation for Simulating Superplastic Forming

This paper presents an approach which enables surface modelling, mesh generation and the Finite Element (FE) analysis to be integrated together to simulate superplastic forming process for complex shaped components. Techniques have been developed to generate an FE mesh over non-four-sided surface areas, the boundaries of which are Bezier curves of arbitrary degree, using a consistent expression. Theoretical evidence is given to determine the number of Bezier triangular patches required for accurately re-constructing die surfaces within a commercial FE solver. The developed techniques have been successfully used in determining the process parameters for forming a 3D rectangular box.     

一种基于各向异性扩散方程的自适应去噪方法

提出了一种基于各向异性扩散方程的图像自适应去噪方法。分析了各向异性扩散方程在图像除噪中的实现原理,将一种改进的图像结构相似度算法与各向异性扩散方程相结合,实现了对图像的自适应滤波。实验结果表明,改进的结构相似度算法在自适应滤波的应用中有一定的优越性和较好的鲁棒性。     

一种用于表面重建的网格点生成算法

表面重建需要建立表面的多边形(通常为三角形)网格模型,该文给出的算法通过两项参数来控制边缘轮廓上生成的网格点,所生成的网格点不但能够体现边缘的主要特征,而且可以避免在重建时产生斜三角形。该算法具有速度快、适应性强以及可灵活调整重建精度的特点,已在医学影像工作站上的三维重建系统中获得了较好的应用。     

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。     

改进的采用表面网格的弹簧振子模型

提出一种用于实时弹性形变模拟的弹簧振子模型.通过定义与模型对应的刚体核,并且向模型中添加一种新的广义弹簧,保持了与表面网格模型对应的几何体体积和形状等几何特征;采用形状匹配技术实现了整体性形变效果的模拟;最后使用逆向动力学方法对线弹性模型的"超弹性"现象进行修正.该模型可以对表面网格模型的弹性形变进行快速、逼真的模拟.     

基于模糊异质扩散的图像去噪方法

将模糊思想与Perona-Malik方法相结合,提出一种新的基于模糊理论的图像异质扩散滤波方法。把异质扩散方程中的边界停止函数看作像素梯度对于图像连续平滑区域的模糊隶属度函数,利用模糊熵的概念来确定图像中分片连续区域间的边界阈值σ。本文的模糊方法和其他经典方法的异质扩散比较实验说明,该方法在保持图像的细节方面更具有优越性。     

一种改进的各向异性扩散模型去噪方法

本文通过扫描模型的每个采样点拟合出一个二元二次多项式,运用高斯滤波进行预处理,然后对J.Weickert的各向异性扩散模型进行了改进,添加判定矩阵,建立一种判定规则,在一定程度上优化了J.Weickert模型.实验表明:新的模型能更好的达到去噪的效果。     

光笔式视觉检测系统的二次曲面拟合研究

光笔式视觉检测系统以其操作简单,便携性强,测量精度高,测量范围可扩展等优点,在先进制造工业中有着很好的应用。研究了如何将测量数据转换为二次曲面的非线性拟合问题,提出了一种二次曲面非线性拟合初值估计方法,并借助于＂忠实距离＂的概念,实现了二次曲面参数的非线性最小二乘求取。初值估计方法仅依赖于测量点的法向量,简单可行。通过拟合结果和真实参数进行对比与分析,验证了文中所述系统和算法的可行性。