文物虛擬復(fù)原關(guān)鍵技術(shù)研究

章 文物虛擬復(fù)原概述 7
1.1 引言 7
1.2 文物虛擬復(fù)原的背景 7
1.3 文物虛擬復(fù)原的流程 9
1.4 文物虛擬復(fù)原的研究現(xiàn)狀 10
1.4.1 碎塊分類研究現(xiàn)狀 11
1.4.2 外表面分割研究現(xiàn)狀 15
1.4.3 碎塊匹配研究現(xiàn)狀 17
1.5 文物虛擬復(fù)原的意義 19
1.6 研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn) 20
1.6.1 研究?jī)?nèi)容 20
1.6.2 創(chuàng)新點(diǎn) 21
1.7 本章小結(jié) 22
第二章 文物碎塊數(shù)據(jù)模型獲取和預(yù)處理 23
2.1 引言 23
2.2 碎塊數(shù)據(jù)模型獲取 23
2.3 碎塊模型的特點(diǎn) 25
2.4 模型預(yù)處理 27
2.4.1 模型去噪 27
2.4.2 模型簡(jiǎn)化 28
2.4.3 孔洞修補(bǔ) 30
2.5 本章小結(jié) 31
第三章 幾何特征保持的文物點(diǎn)云去噪 33
3.1 引言 33
3.2 基于柵格的大尺度噪聲刪除 34
3.2.1 柵格劃分 34
3.2.2 大尺度噪聲刪除 35
3.3 基于特征加權(quán)FCM的小尺度噪聲刪除 36
3.3.1 FCM算法 36
3.2.2 特征加權(quán)FCM算法 37
3.4 本章去噪方法的步驟 38
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 39
3.6 本章小結(jié) 41
第四章 基于幾何屬性和k-D樹的碎塊配準(zhǔn) 43
4.1 引言 43
4.2 基于法矢和曲率的點(diǎn)云粗配準(zhǔn) 44
4.2.1 計(jì)算法矢和曲率 44
4.2.2 檢測(cè)配準(zhǔn)點(diǎn)對(duì) 45
4.2.3 度量相似性 46
4.2.4 剔除錯(cuò)配點(diǎn)對(duì) 46
4.3 基于k-D tree的精配準(zhǔn) 48
4.4 本章配準(zhǔn)方法的步驟 48
4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 49
4.5 本章小結(jié) 51
第五章 基于顯著區(qū)域和二維形狀特征的碎塊分類 53
5.1 引言 53
5.2 基于顯著區(qū)域的粗分類 54
5.2.1 顯著區(qū)域特征提取 54
5.2.2 碎塊粗分類 56
5.3 基于二維形狀的細(xì)分類 57
5.4 本章分類方法的步驟 58
5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 58
5.5.1 公共點(diǎn)云分類 58
5.5.2 文物碎塊點(diǎn)云分類 60
5.6 本章小結(jié) 63
第六章 基于分割線的斷裂面提取 65
6.1 引言 65
6.2 分割線構(gòu)造 65
6.2.1 分割特征點(diǎn)提取 65
6.2.2 封閉分割線生成 67
6.3 斷裂面識(shí)別 69
6.4 本章斷裂面提取方法的步驟 70
6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 71
6.6 本章小結(jié) 72
第七章 基于ISS特征點(diǎn)的斷裂面匹配 75
7.1 引言 75
7.2 鄰域半徑約束的ISS特征點(diǎn)提取 76
7.3 基于ISS特征點(diǎn)的粗匹配 77
7.4 基于尺度ICP的精匹配 78
7.5 本章匹配方法的步驟 80
7.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 81
7.6.1 兩個(gè)碎塊的匹配 82
7.6.2 多個(gè)碎塊的整體拼合 84
7.7 本章小結(jié) 88
第八章 特征區(qū)域和多參數(shù)ICP結(jié)合的斷裂面匹配 89
8.1 引言 89
8.2 基于凹凸性判斷的特征區(qū)域提取 89
8.3 基于特征區(qū)域相似性判斷的粗匹配 90
8.4 多參數(shù)ICP的斷裂面精匹配 92
8.4.1 ICP算法 92
8.4.2多參數(shù) ICP算法 93
8.5 本章匹配方法的步驟 98
8.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 99
8.6.1 兩個(gè)碎塊的匹配 99
8.6.2 多個(gè)碎塊的整體拼合 102
8.7 本章小結(jié) 105
第九章 基于2D圖像特征的斷裂面匹配 107
9.1 引言 107
9.2 基于區(qū)域?qū)哟蔚拇制ヅ?108
9.2.1 區(qū)域劃分 108
9.2.2 基于4PCS的區(qū)域匹配 109
9.3 3D點(diǎn)云的BA圖像表達(dá) 110
9.4 3D變換矩陣求解 111
9.5 本章匹配方法的步驟 112
9.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 113
9.6.1 公共數(shù)據(jù)模型配準(zhǔn) 113
9.6.2 兩個(gè)碎塊的匹配 116
9.6.3 多個(gè)碎塊的整體拼合 119
9.7 本章小結(jié) 120
第十章 基于IDSC和SVD的斷裂面匹配 121
10.1 引言 121
10.2 基IDSC的斷裂面粗匹配 122
10.2.1 基于IDSC的圖像匹配 122
10.2.2 點(diǎn)云剛體變換求解 123
10.3 基于SVD的精匹配 124
10.4 本章匹配方法的步驟 126
10.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 126
10.5.1 不同類型的點(diǎn)云配準(zhǔn) 127
10.5.2 兩個(gè)碎塊的匹配 129
10.5 本章小結(jié) 131
第十一章 多特征融合的斷裂面匹配 133
11.1 引言 133
11.2 基于雙層邊界區(qū)域生長(zhǎng)的輪廓線提取 134
11.3 基于輪廓線的粗匹配 134
11.3.1 輪廓線曲率和撓率的計(jì)算 134
11.3.2 輪廓線特征串的匹配 136
11.4 多特征提取與融合 137
11.4.1 幾何特征計(jì)算 137
11.4.2 特征參數(shù)融合 139
11.5 多特征融合的斷裂面精匹配 140
11.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 142
11.6.1 兩個(gè)碎塊的匹配 142
11.6.2 多個(gè)碎塊的整體拼合 146
11.7 本章小結(jié) 147
第十二章 研究總結(jié)與展望 149
12.1 研究總結(jié) 149
12.2 發(fā)展展望 151
參考文獻(xiàn) 145