文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
三维扫描信息获取的深度图像配准算法设计及开发
姓名:伍毅
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用
指导教师:鲁东明
20050301
——.~摘要堑兰查兰堡主兰垒堡兰精度的三三维扫描设备就是制约我国文物数字化获取的关键因素。本文作为基于编码深度图像配准、拂合的处理环境。能免除受周围气体的影响。文物数字化获取就是将目前存在的实体文物通过各种手段变成计算机中的资料形式,从而能够永久地保存。其中,三维扫描是文物数字化设备价格昂贵,导致我国文物数字化获取的成本非常商。这样,开发一套低价、高本文对基于编码结构光的三维扫描系统的特点以及本系统所面向的文物特征进行了分析。并分析总结了目前国内外通常所采用的深度图像配准方法。在这基础上形成了本系统中所采用的三步配准流程。、最后,针对实际建模中应用所遇到的问题形成了一个新的全局配准算法。的收敛速度以及每个迭代中所要计算的对应点是算法的瓶颈所在,在用于大数据量的结构光系统所获取的深度图像配准时严重地影响了效率。而另一方面,基于平方距离函数的方法将这个大量的计算放在预处理步骤中,而每一次的迭代中只要根据参数计算一个函数值即可。但是,该算法同样具有缺点,正因为它选择了省略每次计算对应点,它的平方距离函数的函数值也就只能通过拟合得到。这在配准的后期就会影响到算法的精度。正是因为这个原因,本文提出了一个三步的配准流程,每关键字:文物数字化,三维扫描,深度图像,配准。文物是人类几千年来文明发展历史的遗存,它珍贵的研究价值和不可再生性迫切地要求文物保护工作长期持续地进展下去。,也受到自然风化或其他一些自然灾害的威胁,甚至保存在博物馆内的文物也不的最主要的手段。但是,长期以来,三维扫描的关键技术主要掌握在国外同行手中,结构光三维扫捕系统的一个后期处理部分。旨在为开发的原型系统提供一个后期的虽然目前的最普遍采用的惴ㄒ材芄挥糜诒鞠低持械纳疃韧枷衿唇樱撬个阶段针对不同的目标来改进算法。往讨论了具体的算法后。本文还从收敛特性和成功初始配置矫姹冉狭本文的算法和目前主流的惴ǎ玫搅吮冉虾玫慕峁5比唬壳暗难芯恐幸不存在一些不完善的地方,还需要更进一步的改进和更深入的研究。
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——第一章绪论§引言塑堡查兰堡主兰垡堡;兰:名的文明占固,历史悠久,文化遗产十分丰富。然而,由于自然现象如风沙等的侵蚀、经挤建设的文物数字化工作目前已经被越来越多的各方专家所认可。其目标是基于信息技术对文物进行数;而重杓阶段是一个关键的三维信息数据处理过程,它将感知阶段获得深度信切巫磁渥嫉囊恢郑诘氖菔峭ü瓒美吹纳疃刃畔称为深度罔文物对象信息高质量方便的获取是文物数字化保护研究的基础。作为人类文明历史的遗存,。我国作为世界著需娑、旅游丌发或者文物本身自然脱落变色等各种因囊的影响,许多珍贵文物正处于濒危境地,甚至正在慢慢消失。有效地保护、记录、整理并利用这些前人遗留下来的珍贵文物,是文物保护及研究的一个十分重要的环节,具有重要的现实意义。但是有效的记录和有效率的记录难以两全。长期以来,此项工作需耗费大量的人力和物力。字化存储、虚拟保护修复、辅助考古发现以及开发虚拟旅游展示等。其中数字化存储获取文物的形状、罔案色彩平¨材质等信息井在讣算机中进行保存,以便在文物由于各种原因而消失的时候为人类文明翩卜永恒的历史纪录。同州,也为文物的虚拟保护修复,虚拟旅游展示,专家研究交流提供了数据支持。脱离了文物数字化。这些应用就难以开展。然而如何有效的、完整的、精确地的获取文物的数字化信息仍然是一个值得研究的问题。文物的形状、大小、图案、色彩和材质等信息的差异,使得难以用圊一种方法进行数字化。例如,针对画家的画作,采用高清晰度的数码照桶机就能完成数字化工作;但对于雕塑,一般的尺寸太小就有从几厘米到几十几百米不等,获取技术的侧重点就在文物的三维数字化信息获取中,一种非常有效的方法足使用三维扫描仪。三维扫描系统是目前解挑文物三维信息获取一项重要的手段,已成为三维文物数字信息获取的主流技术。它可以快速精确地建讧起文物实体的三维模型,以满足文物考古等对精度要求比较高的应用场台的需要。互维扫描技术起源于年代。狙兄瞥鍪澜缟献钤绲娜枰牵⒔涑晒Φ赝入实用。进入年代,三维扫描技术获得了广泛的应用,到目前为止已有近百种型号的三维扫描装置面世。针对不同的物体大小,精度的高低,速度的快慢都有与之相应的三维扫描仪产品。而其基于的技术原理也有一个庞大的分类,简单地就可分为接触式和非接触式,文物数字化领域也就是本文的讨论范罔只限于非接触式扫描。利硝■维扫描仪埘文