基于GPU的三维水平集断层曲面自动提取方法.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目基于GPU的三维水平集断层曲面自动提取方法专业学位类别工程硕士学号201222010834作者姓名刘春松指导教师于富财副教授分类号密级注1UDC学位论文基于GPU的三维水平集断层曲面自动提取方法（题名和副题名）刘春松（作者姓名）指导教师于富财副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.04.29论文答辩日期

2、2015.05.25学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。AGPU-BASEDTHREE-DIMENSIONALLEVELSETMETHODOFFAULTSURFACEAUTOMATICEXTRACTIONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuChunsongAdvisor:YuFucaiSchool:SchoolofCommunication&I

3、nformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数

4、据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着社会不断的发展与进步，生产加工工艺等相关技术也取得长足发展，相应的对于工业生产领域中的模型修复、模型重建等技术的要求也越来越高。相比于二维几何模型，三维几何模型更能直观、立体地对目标模型进行展示，因此三维几何模型逐渐受到人们越来越多的关注，而其中的三维空间点云追踪、曲面重建以及提取等更是成为研究的热点。同样在地震勘探领域中，通过采用三维几何模型使得地质研究人员对地质结构进行全方位、立体地展示成为可能，而作为地震数据解释的重要环节，断层解释是一种

5、在探索复杂地质结构时必不可少的手段。在当前阶段，大部分断层解释过程都是依靠解释人员的地质知识以及经验手动完成的，主要是通过二维切片以及二维剖面的方式来对三维地震数据体进行手段断层解释。由于该过程依赖于解释人员的地质知识和经验，很容易造成解释得到的断层带入过多的主观因素，从而影响断层解释结果，同时该过程需要花费解释人员大量的时间，而且解释难度也很大。所以正是为了缩短断层解释的周期以及克服该过程的主观影响，地质研究人员希望通过借助相干分析等技术增强连续性较差的属性体，进而实现以半自动或者自动的方式来对断层进行解释。本文以提取三维断层曲面作为研究内容，在蚂蚁体数据的基础上，采用了一套完全从三维空间

6、的角度对断层曲面进行自动提取的流程。同时还提出了提取三维点云骨架的方式来对断层点云进行曲面重构的方法。本文主要工作如下：1、采用了一种基于三维空间的断层曲面自动提取流程。对当前阶段大多断层解释均是手动完成的现状，在地震蚂蚁体数据的基础上，采用了一种完全从三维空间的角度对断层曲面进行自动提取的流程，该流程借助图像分割思想、水平集方法、GPGPU技术以及点云骨架思想等来提取出断层曲面。首先对数据体进行平滑处理，解决数据体中断层连续性差的问题；然后通过曲面重建的方式重构出断层曲面。该流程解决了常规断层解释由于过分依赖于解释人员的地质知识以及经验而带入过多的主观因素的问题，同时有效缩短了断层解释的周

7、期，提高了断层解释效率。2、提出了一种基于GPU的三维水平集断层点云提取方法。针对如何从经过数据预处理后的三维数据体中分离出断层点的问题，提出水平集方法进行断层点云提取，通过不断迭代演化水平集方程使最终的演化曲面停靠在断层点附近，提取出断层点云数据。由于水平集方法的特殊性，其提取出的三维断层点云数据带有一定的外形轮廓，更有利于后续提取骨架。同时，针对三维水平集演化效率低I摘要的问题，采用GPU进行加速处理，提