[發(fā)明專利]基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210420673.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN102945571A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉建平;張吉帥;李恒;涂云霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市旭東數(shù)字醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/30
• 分類號(hào): G06T17/30
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 劉健;黃韌敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

面重建技術(shù)被廣泛應(yīng)用于三維數(shù)字影像分析處理、CAD建模、電影動(dòng)畫制作、游戲開發(fā)等方面。但是，在成像過(guò)程中或者物體點(diǎn)云掃描過(guò)程中，可能造成數(shù)據(jù)的缺失，又或者是因?yàn)槊嬷亟夹g(shù)本身的缺陷，從而產(chǎn)生帶有空洞的不完整的面數(shù)據(jù)，這種帶空洞的數(shù)據(jù)不僅可能不符合實(shí)際中的物體幾何特征，更可能對(duì)以后面數(shù)據(jù)的處理(平滑，細(xì)化等)產(chǎn)生不良影響。

現(xiàn)有的一些商用軟件如Maya、3dMax等都集成有三維模型空洞填補(bǔ)功能，能夠自動(dòng)識(shí)別空洞并進(jìn)行空洞填補(bǔ)。但是在三維空間中空洞的邊緣過(guò)于復(fù)雜，可能存在多個(gè)空洞邊緣共用一個(gè)點(diǎn)的情況，并且對(duì)于很多面數(shù)據(jù)，因?yàn)樵瓉?lái)的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題或者是本身面重建技術(shù)的缺陷問題，很可能有異常的片元。現(xiàn)有的空洞填補(bǔ)方案或者不能排除掉異常片元，或者不能從多個(gè)空洞邊緣中單獨(dú)提取每個(gè)空洞，最終導(dǎo)致空洞填補(bǔ)出錯(cuò)；在三維空間中，空洞的邊緣可能呈現(xiàn)復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，空洞的邊緣可能并非處于一個(gè)相對(duì)平坦的曲面上，現(xiàn)有的空洞填補(bǔ)方案對(duì)于這種復(fù)雜的邊緣填補(bǔ)可能產(chǎn)生異常的填補(bǔ)面，填補(bǔ)面會(huì)可能自相交甚至導(dǎo)致執(zhí)行程序崩潰。

綜上可知，現(xiàn)有的空洞填補(bǔ)方法，在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法及系統(tǒng)，能有效的填補(bǔ)三維數(shù)據(jù)模型的空洞。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述方法包括：

識(shí)別并提取三維數(shù)據(jù)模型的空洞邊緣；

單獨(dú)提取每個(gè)空洞邊緣；

將所述每個(gè)空洞邊緣進(jìn)行三角化填補(bǔ)。

根據(jù)本發(fā)明的基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述識(shí)別并提取三維數(shù)據(jù)模型的空洞邊緣步驟包括：

掃描三維數(shù)據(jù)模型的面數(shù)據(jù)的點(diǎn)及其片元數(shù)據(jù)，獲取所述空洞邊緣的點(diǎn)和邊數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述方法還包括：

刪除所述空洞異常的邊緣邊。

根據(jù)本發(fā)明的基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述刪除所述空洞異常的邊緣邊步驟包括：

搜索空洞的邊緣點(diǎn)；

刪除只被一條邊緣邊使用的邊緣點(diǎn)，同時(shí)將使用所述邊緣點(diǎn)的邊緣邊刪除。

根據(jù)本發(fā)明的基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述將所述每個(gè)空洞邊緣進(jìn)行三角化填補(bǔ)的步驟包括：

設(shè)置權(quán)重函數(shù)，并根據(jù)所述權(quán)重函數(shù)連接所述空洞的邊緣點(diǎn)產(chǎn)生三角面片。

根據(jù)本發(fā)明的基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)方法，所述權(quán)重函數(shù)的權(quán)重為：

三角面片的面積大小；或者

所述三角面片的面積大小加上三角面片與其它所構(gòu)造的三角面片的二面角大小；或者

所述三角面片的面積大小加上三角面片與其它所構(gòu)造的三角面片的二面角大小再加上所形成的三角面片的最大的最小內(nèi)角。

本發(fā)明還提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)，包括：

識(shí)別模塊，用于識(shí)別并提取三維數(shù)據(jù)模型的空洞邊緣；

提取模塊，用于單獨(dú)提取每個(gè)空洞邊緣；

填補(bǔ)模塊，用于將所述每個(gè)空洞邊緣進(jìn)行三角化填補(bǔ)。

本發(fā)明還提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)，所述識(shí)別模塊包括掃描子模塊，用于掃描三維數(shù)據(jù)模型的面數(shù)據(jù)的點(diǎn)及其片元數(shù)據(jù)，獲取所述空洞邊緣的點(diǎn)和邊數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括：

刪除模塊，用于刪除所述空洞異常的邊緣邊。

本發(fā)明還提供一種基于面數(shù)據(jù)的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)，所述刪除模塊包括：

搜索子模塊，用于搜索空洞的邊緣點(diǎn)；

刪除子模塊，用于刪除只被一條邊緣邊使用的邊緣點(diǎn)，同時(shí)將使用所述邊緣點(diǎn)的邊緣邊刪除。

本發(fā)明通過(guò)掃描三維數(shù)據(jù)模型的面數(shù)據(jù)的點(diǎn)及其片元數(shù)據(jù)，獲取所述空洞邊緣的點(diǎn)和邊數(shù)據(jù)，識(shí)別和提取到空洞邊緣，然后單獨(dú)提取出每個(gè)空洞邊緣，對(duì)每個(gè)所述每個(gè)空洞邊緣進(jìn)行三角化填補(bǔ)，使之成為封閉的面數(shù)據(jù)模型。更好的是，本發(fā)明還可以刪除空洞異常的邊緣邊。借此，本發(fā)明能夠針對(duì)任意多個(gè)空洞，及具有任何復(fù)雜空洞邊緣的空洞進(jìn)行填補(bǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的空洞填補(bǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3A是本發(fā)明一實(shí)施例的具有空洞的三維數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3B是本發(fā)明另一實(shí)施例的具有空洞的三維數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)示意圖；