探析三维数据场的重建及显示技术研究

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1、、r9，曲‘2辛束爽通大学硕士学位论文三维数据场的重建及显示技术研究学位申请人：詹学峰学科专业：交通信息工程及控制指导教师：蒋先刚教授答辩委员会主席答辩Et期：Ⅻ6‘2摘要三维数据场的重建及显示技术研究在三维数据场的可视化技术之中，基于二维图像序列的三维表面重建是其研究的重点之一。伴随着数字图像处理和计算机图形学技术的发展，客观物体的三维重建在医学影像分析、工业无损检测等许多方面得到广泛应用，有着极其重要的实用价值和研究意义。本文首先对三维重建应用的科学计算可视化理论进行了概括和综述，并分析了三维数据可视化处理的基本流程。进而介绍了一个基于Delphi7的三维重建软件包的设计以及

2、软件技术实现的相关基础内容。本文的主要工作如下：(1)对实现三维形体重建的MarchingCubes(MC)算法进行了研究，讨论了Me方法的基本原理和实现的技术要点。分析了实现三维重建所必需的图像预处理以及基于空间聚类的图像分割方法，对灰度形态学和图像聚类分割相结合的技术作了比较深入的研究，并通过这些技术的使用实现了形体的表面重建。(2)对基于二维轮廓线的重建算法进行了研究，对最短对角线法、最大体积法及同步轮廓线前进法进行了分析和对比。对提取二维轮廓线数据的相关技术进行了探讨及实验，并使用最短对角线法完成了计算机中三维图形显示与重建的源码设计。(3)结合Delphi和OpenGL

3、图形库开发了一个三维重建软件包，通过读取二维图像序列并进行相关的数字图像处理，根据需要使用Me算法或者二维轮廓线重建的方法对三维重建进行了实现，并实现了对三维形体的显示控制。关键词：三维重建，灰度形态学，K均值，模糊C均值，轮廓提取，轮廓采样AbstractTHERESEARCHOFRECONSTRUCTIONANDVISUALlZ^TlONOF3-DIMENS10NALDATASETABSTRACTAmongthetechnologiesof3Ddatasctvisualization,thesurface’Sreconstructionb嬲edonserial2DImages

4、isoneofthekeytechnologies．Withthedevelopmentofthetechnologyofdig_iuaimageprocessingandcomputergraphics，3Dreconstructionforobjectshasbeengreatlyappliedinthefieldofmedicalimageanalysis，industriallosslessdetection．Soithasmostimportantpracticalandsearchingvalues．Thethesisfirstlygeneralizesanddepi

5、ctsthebasictheoryofvisualizationinscientificcomputing，andanySeStheroutineof3Ddataset’Svisualization．Thenweintroducea3DreconstructionsoRwarepackagedesignbasedonDelphi7andthecorrelativeknowledgeaboutthesoRware’simplementation．Themainworksinthispaperarefollowings：(1)FirstlyitinvestigatestheMarch

6、ingCubesalgorithmtoachieving3Dreconstruction,discussesthebasictheoryandthekeypointsinimplementation，thenanalysesthenecessarymethodsofimagepreprocessingandimagesegmentationbasedOnspatialclustering，andfulfillsreconstructionofobjectsusingthesetechnologies．(2)Thereconstructionalgorithmsbasedon2Dc

7、ontoursisresearched．Themethodsofthenearestdiagonal．themostcubageandthesynchronousconnectingareanalysedandcompared．Techniquesabout2Dcontour’Sextractionarestudiedandimplemented,reconstructionbetweencontoursbyusingthenearestdiagonalmethodisachie