基于面积约束的大豆叶片三维建模方法-论文.pdf

《基于面积约束的大豆叶片三维建模方法-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4O卷第1O期计算机科学Vo1．40No．102013年1O月ComputerScienceOct2013基于面积约束的大豆叶片三维建模方法王静文刘弘(山东师范大学信息科学与工程学院济南250014)(山东师范大学山东省分布式计算机软件新技术重点实验室济南250014)摘要针对基于图像对大豆叶片进行三维真实感建模的问题，考虑叶面积指数对大豆产量的影响，提出一种受面积约束的三维叶片建模方法。该方法首先从二维图像中提取出叶片特征点和叶片面积，然后采用双三次均匀B样条曲面插值特征点进行建模，并且根据叶

2、片边缘卷曲形态对网格模型进行变形，构造叶片卷曲模型，分别计算不同卷曲模型的最大光照面积，从而选择最优的模型。实验证明，该方法能构造出逼真的叶片模型，并且具有一定的生物学意义和实际应用价值。关键词特征点，曲线拟合，B样条曲面，面积约束，三维建模中图法分类号TP301．6文献标识码AThree-dimensionalModelingofSoybeanLeafBasedoHAreaConstraintWANGJing-wen1LIUHon(DepartmentofInformationSciencean

3、dEngineering，ShandongNormalUniversity，Ji’nan250014，China)(ShandongProvincialKeyLaboratoryforNovelDistributedComputerSoftwareTechnology，ShandongNormalUniversity，Ji’nan250014，China)AbstractAimingattherealisticthree-dimensionalmodelofsoybeanleafbasedonim

4、ages，consideringtheimpactof1eafareaindex(LADonsoybeanproduction。amethodforthree-dimensionalmodelingofleafontheconstraintofleafareawasproposed．Firstly，thefeaturepointsandleafareawereextractedformtheimage，andthenthefeaturepointswereinterpolatedtogetabi-

5、cubicuniformB-splinesurface．Themeshwasdeformedaccordingtothecudof1eafedgeandthecurlyleafmodelwasconstructed．Lastly。themaximumilluminationareaofeachmodelseparatelywascalculatedtochosetheoptimalmodelTheexperimenta1resultsshowthatthemethodcanconstructthe

6、realisticthree-dimensionalmodelofsoybeanlea~Themethodhascertainbiologicalsignificanceandapplicationvalu~KeywordsFeaturepoints，Curvefitting，B-splinesurface，Areaconstraint，Three-dimensionalmodeling转变处理。杨亮等L3利用机器视觉原理，从多幅叶片图像中1引言重建三维模型。这种方法需要进行大量的特征匹配运算。赵

7、叶片是植物主要的光合器官，其生长规律对光能利用、干春江[43将向量MB(叶子宽度)绕M旋转一定角度，并沿着叶物质积累等有着重要作用。因此，模拟植物叶片生长具有重脉走向移动而形成叶表面性状，这种做法没有考虑模型对叶要意义。对植物叶片进行几何描述，实现真实感建模是数字片光合作用产量的影响。本文在二维建模的基础上，同时考植物和计算机图形学领域的研究热点，许多学者都对此做了虑叶片边缘的卷曲形态，实现了对叶片的三维变形，并结合生研究[1。采用几何参数建立植物叶片模型时，由于受理论和物学意义，利用面积对叶片三

8、维建模进行约束，使叶片模型的方法的限制，只能对自然植物进行近似描述，其真实感不强。受光面积最大，满足生物学上最优生产量的要求。惟结合叶片特征参数才能构造出具有真实感的叶片模型。通具体所做工作如下：过图像处理技术获得叶片特征可避免人工测量的复杂度，故(1)提取出叶片图像的角点作为特征点，并且按照原有的基于这项技术的叶片建模方法是相关领域的热点问题。围绕拓扑关系生成特征点坐标链表；(2)构造不同的叶片卷曲模型，数字图像建模问题，杨沛等[1]采用椭球体表面投影和双曲抛并且分别计算它们最大