三維網(wǎng)格無(wú)參考質(zhì)量評(píng)估方法研究.pdf

1、隨著3D打印和真三維顯示技術(shù)的發(fā)展，三維網(wǎng)格相關(guān)技術(shù)又重新成為了研究熱點(diǎn)。三維網(wǎng)格在獲取或處理過(guò)程中都可能引入噪聲，準(zhǔn)確地估計(jì)噪聲強(qiáng)度并以此為基準(zhǔn)來(lái)優(yōu)化相應(yīng)算法、減少噪聲的引入具有十分重要的意義。另外，針對(duì)三維網(wǎng)格的顯示應(yīng)用場(chǎng)景，噪聲的引入會(huì)造成一定的視覺(jué)失真，嚴(yán)重影響人們的視覺(jué)體驗(yàn)。因此，有必要深入研究噪聲強(qiáng)度和失真之間的關(guān)系，建立三維網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)估模型，并根據(jù)三維網(wǎng)格質(zhì)量來(lái)調(diào)整、優(yōu)化相關(guān)的獲取或處理算法，使三維網(wǎng)格更加符合人的主觀感受

2、。然而，在有些情況下原始網(wǎng)格是無(wú)法獲取的，這會(huì)增加噪聲估計(jì)和失真評(píng)價(jià)的難度，此時(shí)如何準(zhǔn)確的估計(jì)噪聲強(qiáng)度并評(píng)估噪聲所帶來(lái)的視覺(jué)失真是當(dāng)前研究的核心問(wèn)題。
　　針對(duì)三維網(wǎng)格在獲取或處理過(guò)程中引入的噪聲，本文提出了一種無(wú)參考的三維網(wǎng)格噪聲強(qiáng)度估計(jì)模型，該模型通過(guò)比較三維網(wǎng)格強(qiáng)邊緣區(qū)域的特征在濾波前后的變化情況來(lái)對(duì)三維網(wǎng)格的噪聲強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)。首先，使用雙邊濾波器對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行平滑濾波，盡可能去除網(wǎng)格表面的噪聲，并保留網(wǎng)格的強(qiáng)邊緣。在此基礎(chǔ)上，

3、采用張量投票的方法提取出三維網(wǎng)格表面的強(qiáng)邊緣區(qū)域，通過(guò)分析頂點(diǎn)鄰接面法向量的協(xié)方差矩陣獲取張量特征值，并采用K均值算法根據(jù)特征值對(duì)頂點(diǎn)進(jìn)行聚類，將三維網(wǎng)格表面頂點(diǎn)劃分為邊緣、平面、拐角三類。最后，根據(jù)強(qiáng)邊緣上頂點(diǎn)法向量的一致性特點(diǎn)，采用了法向量夾角平均值在濾波前后的差值來(lái)反映噪聲強(qiáng)度的大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，噪聲強(qiáng)度模型所估計(jì)出的噪聲強(qiáng)度與真實(shí)噪聲強(qiáng)度之間的相關(guān)性達(dá)到了0.94以上。
　　針對(duì)噪聲給三維網(wǎng)格所帶來(lái)的視覺(jué)失真，在噪聲強(qiáng)度

4、估計(jì)模型的基礎(chǔ)上，本文提出了一種三維網(wǎng)格客觀質(zhì)量評(píng)估模型，該模型考慮了視覺(jué)掩蔽效應(yīng)對(duì)噪聲引起的網(wǎng)格質(zhì)量失真的影響。首先對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行自適應(yīng)平滑處理，利用三維網(wǎng)格表面曲率在平滑前后的差值來(lái)反映表面粗糙程度的大小。為了獲取三維網(wǎng)格的原始粗糙程度，在計(jì)算粗糙程度的過(guò)程中也采用雙邊濾波器對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行了去噪聲處理，并根據(jù)噪聲強(qiáng)度的大小調(diào)整濾波強(qiáng)度。網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)估模型利用噪聲強(qiáng)度和表面粗糙程度兩種因素來(lái)對(duì)三維網(wǎng)格的視覺(jué)失真進(jìn)行評(píng)估，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，質(zhì)量評(píng)估模