基于點(diǎn)云的面繪制方法及脊谷特征提取研究的開(kāi)題報(bào)告

基于點(diǎn)云的面繪制方法及脊谷特征提取研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景隨著三維掃描技術(shù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法的發(fā)展，點(diǎn)云數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如VR/AR，機(jī)器人視覺(jué)，三維重建等。在這些領(lǐng)域，點(diǎn)云的表面描述非常重要，因?yàn)楸砻鎺缀问屈c(diǎn)云最為直觀的表征方式，是對(duì)物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)的直接反映。因此，基于點(diǎn)云的面繪制和特征提取成為了當(dāng)前點(diǎn)云處理研究的重點(diǎn)，特別是對(duì)于無(wú)結(jié)構(gòu)點(diǎn)云，面繪制和特征提取顯得更為關(guān)鍵。二、選題意義點(diǎn)云的面繪制是點(diǎn)云處理領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題，它對(duì)于三維重建和三維建模、機(jī)器視覺(jué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域具有重要意義。在三維重建中，對(duì)靜態(tài)物體的表面進(jìn)行面繪制可直接獲取物體的外形；在機(jī)器視覺(jué)中，特別是對(duì)于無(wú)序點(diǎn)云區(qū)域的檢測(cè)和分析，面繪制是獲取幾何信息的有效途徑；在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中，面繪制可有效提高用戶的沉浸感和真實(shí)感。三、研究?jī)?nèi)容本文主要從兩個(gè)方面入手，分別是基于點(diǎn)云的面繪制和脊谷特征提取。（1）基于點(diǎn)云的面繪制基于點(diǎn)云生成面網(wǎng)格是點(diǎn)云處理領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。目前，主要的面繪制方法包括體素網(wǎng)格法、Alpha形法和半邊結(jié)構(gòu)法等。本文將基于半邊結(jié)構(gòu)法和Alpha形法，采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算幾何相關(guān)算法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于點(diǎn)云的面繪制算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，并探討其在三維重建、機(jī)器視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用。（2）脊谷特征提取點(diǎn)云的特征提取是點(diǎn)云處理領(lǐng)域的另一個(gè)重要問(wèn)題。本文將關(guān)注脊谷特征的提取，脊谷是一類最易受到人眼注意和控制的特征，它是一種幾何上十分穩(wěn)定的特征，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和幾何建模等領(lǐng)域。本文將設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于點(diǎn)云的脊谷特征提取算法，并探討其在三維重建、機(jī)器視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用。四、研究方法本文將采用以下方法進(jìn)行研究：1.對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，梳理點(diǎn)云處理領(lǐng)域的面繪制和特征提取技術(shù)；2.設(shè)計(jì)基于半邊結(jié)構(gòu)法和Alpha形法的基于點(diǎn)云的面繪制算法；3.設(shè)計(jì)基于點(diǎn)云的脊谷特征提取算法；4.使用公開(kāi)數(shù)據(jù)集對(duì)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，并與已有算法進(jìn)行比較；5.探討算法在三維重建、機(jī)器視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用，提出未來(lái)發(fā)展方向和改進(jìn)措施。五、預(yù)期成果本文預(yù)計(jì)可以完成基于點(diǎn)云的面繪制方法及脊谷特征提取研究，具體成果包括：1.基于點(diǎn)云的面繪制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；2.基于點(diǎn)云的脊谷特征提取算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；3.兩個(gè)算法在公開(kāi)數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析；4.算法在三維重建、機(jī)器視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究；5.未來(lái)發(fā)展方向和改進(jìn)措施的提出。六、進(jìn)度計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)任務(wù)安排2022.3-2022.4整理相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫綜述性文章2022.5-2022.7設(shè)計(jì)基于點(diǎn)云的面繪制算法2022.8-2022.9設(shè)計(jì)基于點(diǎn)云的脊谷特征提取算法2022.10-2022.12在公開(kāi)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析2023.1-2023.3探討算法在三維重建、機(jī)器視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展方向和改進(jìn)措施的提出2023.4-2023.5撰寫論文并進(jìn)行修改七、參考文獻(xiàn)[1]YANGTY,MENGL.Surfacereconstructionfromunorganizedpoints[J].ACMSIGGRAPHComputerGraphics,2002,36:71-78.[2]DONGW,ZHANGL,XIEX,etal.Surfacereconstructionofpointcloudswithsharpfeaturesusingthesigneddistancefunction[J].ComputerAnimationandVirtualWorlds,2018,29(3-4):e1784.[3]POTHIERC,HULINT,KIEFFERS.Sharpfeaturepreservingsurfacereconstru