基于特征保持的高效网格去噪方法

摘要

网格去噪用于从输入的带有噪声的网格中获取整洁并高质量的结果。因为通过仪器扫描得到的模型不可避免地在一定程度上受到噪声污染，会给后续的网格应用带来不可预测的后果，网格模型的去噪算法越来越受到重视。
　　近些年来，学者们提出了多种类型的网格去噪算法，并取得了一定的成果。但是，这些网格去噪算法在不同程度上存在着局限性，主要有两点:(1)不能保持包含大噪声的模型的几何特征;(2)算法虽然取得了理想的视觉效果，但计算效率低下。针对上述两点，本文提出了一种新的网格去噪方法，不仅高效，同时能很好的保持模型的几何特征。
　　本文的去噪方法分为四步:初始顶点预处理、过滤面法线、过滤顶点法线和顶点更新。在预处理阶段，引入一种快速顶点过滤算法重新计算顶点坐标，从而大幅度减少噪声的干扰。针对预处理后的网格模型，使用一种非标准化的双边过滤方法，高效的对面法线进行平滑。在处理顶点法线这一步，首先根据过滤后的面法线对顶点进行分类，然后针对不同类型的顶点，分别计算出顶点法线。最后进行顶点更新，基于上述步骤获得的面法线和顶点法线，使用一种高效迭代的方法对顶点进行更新。
　　通过定性和定量比较结果可知，本文的方法可以超越文中选取的现有的最先进方法，尤其是在效率上，本文方法的计算效率非常高。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 本文结构

第2章 相关技术综述

2．1 网格模型介绍

2．1．1 三角网格与点云

2．1．2 网格相关表述

2．1．3 高斯噪声

2．2 两种经典的去噪流程

2．2．1 顶点更新方法

2．2．2 面法线更新方法

2．3 两类经典的去噪算法

2．3．1 高斯去噪

2．3．2 双边去噪

2．4 本章小结

第3章 网格去噪方法的总体流程

3．1 基于特征保持的高效网格去噪流程

3．1．1 初始顶点预处理

3．1．2 过滤面法线

3．1．3 预估顶点法线

3．1．4 顶点更新

3．2 网格去噪流程示例

3．2．1 带有自然噪声的模型去嗓示例

3．2．2 带有人工噪声的模型去噪示例

3．2．3 去噪效果示例

3．3 本章小结

第4章 网格去噪方法的实现细节

4．1 初始顶点预处理

4．1．1 全局方法

4．1．2 迭代方法

4．2 过滤面法线

4．2．1 面法线过滤

4．2．2 处理异常面

4．3 预估顶点法线

4．3．1 顶点分类

4．3．2 获取顶点法线

4．4 顶点更新

4．5 本章小结

第5章 去噪方法的测试与分析

5．1 测试环境

5．2 参数的设置与选取

5．2．1 参数的设置

5．2．2 参数的选取

5．3 测试模型

5．3．1 带有自然噪声的模型

5．3．2 带有人工噪声的模型

5．4 定量比较

5．5 本章小结

6．1 本文工作总结

6．2 去噪方法的局限性与未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢