三维图像的滤波与配准算法研究

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1、西南科技大学研究生学位论文三维图像的滤波与配准算法研究年级2013姓名王卉申请学位级别硕士专业信息与通信工程指导教师黄玉清教授ClassifiedIndex:TP391.4U.D.C:620SouthwestUniversityOfScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchonFilteringandRegistrationAlgorithmofThree-dimensionalImageGrade:2013Candidate:WangHuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:In

2、formationandCommunicationEngineeringSupervisor:Prof.HuangYu-QingMay.31,2016独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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，也不包含为获得西南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了谢意。签名：日期：关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位

3、论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要三维重建是逆向工程中的重要一环，也是计算机视觉领域的一个重要研究内容。在三维重建的过程中，所获取的物体表面的三维数据不可避免的存在着不合理的噪声，同时由于受到测量角度的限制，需要从不同的角度去获取物体表面的三维数据，所以三维图像的滤波与配准处理显得尤其重要。论文对三维图像数据的滤波与配准算法以及相关问题进行研究。针对三维图像的滤波问题，本文首先研究了Laplaci

4、an滤波、Taubin滤波和Curvature滤波算法，然后在Laplacian滤波算法基础上，考虑到点与点之间的距离的影响程度，提出了一种改进的加权Laplacian滤波算法，可以在一定程度上保持图像原有特征信息，抑制形变的发生。本文利用了法向量以及它们之间的夹角，并引入Laplacian算子作为偏移系数，在中值滤波算法的基础上提出了一种基于法向量的改进中值滤波算法，可以在保持图像特征信息的同时得到良好的滤波效果。最后将几种滤波算法的实验结果进行分析比较。针对三维图像的配准问题，本文首先研究了ICP配准算法，然后对该算法的每个阶段进行分析，并通过实验选择了不同阶段所采用的方

5、法。针对数据点的数量庞大不利于运算以及选取的对应点对特征不明显等问题，在ICP算法基础上提出了基于特征提取的改进ICP算法，先对三维图像数据进行关键点提取，然后根据关键点的特征描述子的相似性选取对应点对，进而采用四元数法来估计刚体变换矩阵进行配准。最后将算法的实验结果进行分析比较，证明本文算法的收敛速度更快、配准效果更好，并且具有较好的稳定性。关键词：三维图像滤波特征提取配准西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractThree-dimensionreconstructionisanimportantpartinreverseproject,andisalsoasi

6、gnificantresearchareaincomputervisionfield.Intheprocessofthree-dimensionreconstruction,unreasonablenoiseinevitablyexistsinthethree-dimensiondataoftheobjectsurface.Meanwhile,restrictedbythemeasuringangle,thethree-dimensiondataoftheobjectsurfaceneedstobegotfromdifferentperspectives.Hence,thef

7、ilteringandregistrationofthree-dimensionimageareespeciallysignificant.Thispaperstudiesfilteringandregistrationalgorithmofthree-dimensionimageandtherelatedissues.Inviewoffilteringofthree-dimensionimage,thepaperfirstlystudiesLaplacian,TaubinandCurvaturefil