三維模型對(duì)齊技術(shù)研究.pdf

1、由于計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備的提高，三維數(shù)據(jù)獲取變得更加容易。已有設(shè)備不僅能夠獲得不同視點(diǎn)下的靜態(tài)數(shù)據(jù)，而且可以獲得運(yùn)動(dòng)物體的三維序列數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，因此，對(duì)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)問(wèn)題。論文針對(duì)不同姿態(tài)下的三維模型對(duì)齊技術(shù)展開(kāi)，主要研究工作包括：
　　1．針對(duì)模型對(duì)齊所需的特征點(diǎn)提取問(wèn)題，研究實(shí)現(xiàn)了多尺度空間特征點(diǎn)提取算法。該算法首先通過(guò)高斯卷積核構(gòu)建尺度空間，然后在尺度空間中通過(guò)測(cè)地距離和法向量來(lái)

2、定義極值點(diǎn)的主方向，形成極值點(diǎn)的特征直方圖。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析表明，多尺度空間中檢測(cè)得到的極值點(diǎn)在殘缺數(shù)據(jù)和姿態(tài)變化等情況下具有很好的穩(wěn)定性，可應(yīng)用于后續(xù)三維模型對(duì)齊。
　　2．針對(duì)已有等距映射算法缺少局部特征約束所導(dǎo)致的錯(cuò)誤對(duì)齊問(wèn)題，提出等距二分圖三維模型對(duì)齊算法。該算法先通過(guò)提取多尺度空間下的特征點(diǎn)構(gòu)建匹配錨點(diǎn)，由錨點(diǎn)匹配結(jié)果來(lái)提高初始匹配的穩(wěn)定性，然后對(duì)模型表面進(jìn)行匹配點(diǎn)的采樣，計(jì)算采樣點(diǎn)到錨點(diǎn)的測(cè)地距離，形成二分圖匹配的對(duì)齊代價(jià)

3、矩陣，最后采用二分圖的最大權(quán)重匹配算法得到最終的等距映射結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能夠解決不同姿態(tài)下的三維模型局部對(duì)齊問(wèn)題，并且要優(yōu)于已有算法。
　　3．針對(duì)三維動(dòng)態(tài)模型對(duì)齊問(wèn)題，提出了用戶交互約束下的錨點(diǎn)跟蹤算法。該算法首先對(duì)特定幀進(jìn)行用戶點(diǎn)標(biāo)注，然后構(gòu)造搜索窗口預(yù)測(cè)跟蹤用戶標(biāo)注點(diǎn)在其他幀上的位置。最后采用用戶點(diǎn)跟蹤結(jié)果作為約束條件構(gòu)建等距二分圖，得到緊密對(duì)齊結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，和已有算法相比較，該算法通過(guò)用戶交互和運(yùn)動(dòng)跟蹤提高