一种基于剖分与聚类的三维手势建模方法

针对有些建模方法需要设置复杂参数,或所建模型不够平滑、完整,以及出现多余网格等问题,提出了一种基于Delaunay三角剖分与K-Means聚类的三维手势静态建模方法。首先对点云进行半径滤波,再把点云投影在X0Y平面上,然后进行Delaunay三角剖分,对于剖分得到的三角网格中的长边与短边,使用K-Means算法聚为两类,最后删除含有长边的三角面片,得到完整手势的三维模型。实验结果表明,该方法有利于减少多余的网格面,形成的三维手势模型的网格面也较为平滑、完整。     

三维不规则三角网格的精确裁剪算法

给出了一种基于约束Delaunay三角剖分的三维不规则三角网格的精确裁剪算法。算法结合TIN数据的生成特点,首先将TIN投影到二维平面,然后利用约束Delaunay三角剖分把裁剪多边形的每条边嵌入三角网中,再利用边-三角形的拓扑关系删除裁剪多边形外部多余三角形,最后利用边-点的拓扑关系对裁剪多边形顶点高程进行插值,使生成裁剪后的TIN模型。对不同复杂程度的三维TIN模型进行裁剪实验,发现二维投影策略极大地提高了三维TIN裁剪效率。算法的程序实现简单,且符合工程需求。     

一种基于映射法的散乱点云Delaunay三角剖分算法

针对直接在三维空间构建海量点云的Delaunay三角网格效率低下,提出一种新的基于映射法的Delau-nay三角网格构建算法.首先提出一种基于区域增长法的点云分片方法,能够保证对分片后的点云数据进行映射而不产生重叠;然后保持空间点云之间的距离特性,将三维点云映射到二维平面;在二维平面内进行Delaunay三角剖分,再将结果返回到三维空间内.实验结果表明,算法能够构建质量较好的三角网格.由于该算法将点云的三角剖分转换到低维空间,通过实验结果对比本算法与其他算法效果,证明该方法能够更快地完成重构.     

三维散乱点云快速曲面重建算法

提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维散乱点云快速曲面重建算法。算法首先计算点云的Delaunay三角剖分, 从Delaunay四面体提取初始三角网格, 根据Voronoi体元的特征构造优先队列并生成种子三角网格, 然后通过区域生长的方式进行流形提取。实验结果表明, 该算法可以高效、稳定地重构具有复杂拓扑结构、非封闭曲面甚至是非均匀采样的点云数据。与传统的基于Delaunay的方法比较, 该算法仅需要进行一次Delaunay三角剖分, 无须极点的计算, 因此算法的重构速度快。     

用随机增量局部转换算法实现三维点集的Delaunay三角剖分

Delaunay三角剖分作为计算几何中的一个核心问题,尤其适用于三维网格生成.因此就需要开发出高效、健壮性的算法来实现.本文在原有算法的基础上提出了随机增量局部转换的算法来实现三维点集的Delaunay三角剖分.采用不退化的四点生成最初的三角剖分,每次加入一点,通过局部交换使新的三角剖分保持Delaunay性质,直到处理完所有点.还讨论了局部交换的思想和对不同面类型的处理方法,给出了两个剖分实例.     

三维物体表面重建的分支处理算法研究

根据平面点集Delaunay三角剖分的特性,将Delaunay三角剖分应用到分支问题上,改进和实现了一种分支问题处理算法。将相邻层轮廓线投影到同一个剖面上形成一个带约束边的平面点集,并将它们Delaunay三角化,根据这些三角形组来生成新的轮廓线,使轮廓线一一对应。实验结果表明该算法实现的效果较符合实际情况,能有效地处理各种不同情况。     

综合录井井下三维地层可视化建模研究与实现

针对综合录井井下地层特点,采用多层DEM三维可视化模型对地下地质环境进行三维描述,实现综合录井三维地层实时显示.将三维坐标投影转换到二维坐标系中,采用二维Delaunay剖分改进算法构建Delaunay三角网;探讨了剖分后的不规则三角网(TIN)到格网的转换和插值以及通过格网DEM构建三维地层;介绍了根据选择的剖切面方程生成地质体的剖面.系统采用VC++6.0和OPENGL图形接口作为开发平台,可以从任意的角度对剖切开的三维地质体进行观察和分析也能够从任意的角度对三维地质体整体进行观察、缩放和剖切等操作.     

二维几何特征自适应有限元网格生成(一)--几何特征识别

发现二维形体边界均匀离散点集Delaunay三角剖分所具有的4个性质．根据这4个性质所描述的Delaunay三角剖分和形体几何特征之间的关系提出几何特征自动识别方法,并建立网格自适应机制,实现三维形体几何特征和部分力学特性自适应有限元网格自动生成．     

简单多边形快速Delaunay三角剖分算法

简单多边形的Delaunay三角剖分，在计算机图形学及地学问题三维建模领域有着广泛的应用。文中在借鉴他人的基础上，提出了一种时间复杂度为O（mn）的基于三角形权值最大的简单多边形Delaunay三角剖分算法。三角剖分结果中的三角形形态达到了最优或次优，并进行了理论上的严格证明，对算法的时间复杂度进行了分析，并给出了一个实例。实验结果表明，该方法对于随机生成的简单多边形域三角化速度快，平均计算时间呈近似线性。     

基于Delaunay与多边形三角剖分的印鉴识别算法

研究印鉴图像姿势纠正及印鉴匹配处理问题.在研究Delaunay三角剖分方法与多边形三角剖分方法的基础上,提出一种基于DT网格的印鉴识别方法.该方法通过对两种细节点(基于线条的细节点和基于多边形的细节点)的拓扑结构进行DT三角划分.用Delaunay三角剖分方法对基于线条的细节点集进行三角剖分,对基于多边形的细节点直接进行多边形三角剖分.通过对两种细节点的拓扑结构进行三角划分,把空间上位置相近的细节点按照三角剖分的规则相连,得到DT三角形网格.然后基于该网格寻找若干参考点对,并根据获得的参考点对将两幅印鉴图像进行姿势调整.实验结果表明该方法可以获得较多的参考点,确保印鉴旋转、印鉴平移等参数计算结果的准确性,有效提高最终的识别效果.     

Reconstruction of 2D polygonal curves and 3D triangular surfaces via clustering of Delaunay circles/spheres

A simple and efficient method is presented in this paper to reliably reconstruct 2D polygonal curves and 3D triangular surfaces from discrete points based on the respective clustering of Delaunay circles and spheres. A Delaunay circle is the circumcircle of a Delaunay triangle in the 2D space, and a Delaunay sphere is the circumsphere of a Delaunay tetrahedron in the 3D space. The basic concept of the presented method is that all the incident Delaunay circles/spheres of a point are supposed to be clustered into two groups along the original curve/surface with satisfactory point density. The required point density is considered equivalent to that of meeting the well-documented r-sampling condition. With the clustering of Delaunay circles/spheres at each point, an initial partial mesh can be generated. An extrapolation heuristic is then applied to reconstructing the remainder mesh, often around sharp corners. This leads to the unique benefit of the presented method that point density around sharp corners does not have to be infinite. Implementation results have shown that the presented method can correctly reconstruct 2D curves and 3D surfaces for known point cloud data sets employed in the literature.     

基于Delaunay三角剖分和高斯小波函数插值的三维表面重建算法

在稀疏数据的三维表面重建中,通过插值的方法得到更为稠密的数据点是一个很重要的环节。该文在比较其它插值算法的基础上,提出了一种三维表面重建算法。该算法在对原始数据进行Delaunay三角剖分的基础上采用二维高斯小波函数插值,它不仅能有效地处理非均匀采样的三维稀疏数据,而且能克服其它插值算法中需要定义权重或估计参数的缺点。最终的实验结果验证了该算法的有效性和实用性。     

基于冗余小波DT网格技术的单通道视频编码*

提出了一种新型的基于冗余小波DT(Delaunay triangle)网格技术的单通道视频编码算法,该算法通过冗余小波变换提取视频流中的运动信息,结合DT和仿射变换算法对单通道视频流进行压缩。实验结果表明,该算法在提高PSNR值的基础上减少了编码系统的复杂度,具有一定的应用价值。     

基于Delaunay四面体剖分的网格分割算法

为了构建有意义曲面分片,提出一种基于Delaunay四面体剖分的网格分割算法.首先根据Delaunay四面体剖分得到多边形网格内部的四面体,求出每个面上反映网格内部信息的Delaunay体距离;然后对Delaunay体距离进行平滑处理,再对网格上面的Delaunay体距离进行聚类,用高斯混合模型对Delaunay体距离作柱状图的拟合,利用期望最大化算法来快速求得拟合结果;最后结合图切分技术,同时考虑聚类的结果、分割区域的边界平滑和视觉认知中的最小规则,得到最终的网格分割结果.实验结果表明,采用文中算法可以有效地实现有意义的网格分割.     

基于颜色信息和几何不变性的人脸检测定位

由先验知识我们知道,2D人脸正面图像几何对称;然而,当姿态发生变化时,对于人脸这样的不规则3D几何体,不同的视角、不同的摄像机参数使得在透视成像下得到的图像也不同,并且发现正面人脸具有的对称特性也消失了,因此3D人脸的识别是十分困难的;提出一种从人脸特征的结构特殊性出发,利用2D人脸形状、面部特征等内在的几何约束关系构造射影不变的特征参数、特征关系的射影不变性,同时结合颜色物理信息的人脸检测定位方法,有效地避免了构造3D人脸模型的难题,增强了实验结果的效率、可靠性和稳定性.     

基于分类体数据的四面体网格剖分算法

虚拟内窥手术是以真实病人的CT或者MRI扫描数据为基础，首先通过组织分割，在计算机内部建立起三维模型，然后通过虚拟现实技术来模拟窥镜手术全过程的一项技术。其中，人体器官的三维网格建模是该技术中一个十分重要的部分，为了准确地进行了人体器官三维网格建模，在对三维体数据进行组织分割的基础上，提出了一种由分类体数据直接建立三维四面体网格的方法，由于Delaunay三角剖分所产生的网格质量比较高，所以该方法沿用逐点插入算法的思想，以特征点的提取和Steiner布点为基础来生成四面体网格，并通过组织边界的判定准则和利用flip操作来恢复组织边界，实践证明，该方法所生成的网格具有自适应的网格密度。     

A highly solid model boundary preserving method for large-scale parallel 3D Delaunay meshing on parallel computers

In this paper, we propose a novel parallel 3D Delaunay triangulation algorithm for large-scale simulations on parallel computers. Our method keeps the 3D boundary representation model information during the whole parallel 3D Delaunay triangulation process running on parallel computers so that the solid model information can be accessed dynamically and the meshing results can be very approaching to the model boundary with the increase of meshing scale. The model is coarsely meshed at first and distributed on CPUs with consistent partitioned shared interfaces and partitioned model boundary meshes across processors. The domain partition aims at minimizing the edge-cuts across different processors for minimum communication cost and distributing roughly equal number of mesh vertices for load balance. Then a parallel multi-scale surface mesh refinement phase is iteratively performed to meet the mesh density criteria followed by a parallel surface mesh optimization phase moving vertices to the model boundary so as to fit model geometry feature dynamically. A dynamic load balancing algorithm is performed to change the partition interfaces if necessary. A 3D local non-Delaunay mesh repair algorithm is finally done on the shared interfaces across processors and model boundaries. The experimental results demonstrate our method can achieve high parallel performance and perfect scalability, at the same time preserve model boundary feature and generate high quality 3D Delaunay mesh as well.     

基于Delaunay三角剖分的印鉴识别算法

针对印鉴图像姿势纠正及印鉴匹配处理,引入计算几何中平面点集的三角剖分方法--Delaunay三角剖分方法和基于此的多边形三角剖分方法,并提出一种基于DT网格的印鉴识别方法.通过对两种细节点(基于线条的细节点和基于多边形的细节点)的拓扑结构进行DT三角划分,把空间上位置相近的细节点按照一定的规则相连,得到DT三角形网格,并基于该网格寻找若干参考点对,根据获得的参考点对将两幅印鉴图像进行姿势调整,使用获得的参考点对实现基于点模式的印鉴匹配.经分析该方法可以获得较多的参考点,确保了印鉴旋转、印鉴平移参数计算结果的准确性,有效地提高了最终的识别效果.     

三维约束Delaunay三角化的实现

分析了约束Delaunay三角化中存在的边界一致性问题,给出了约束Delaunay三角化的理论依据,重点探讨了三维约束Delaunay三角化的可行性条件和范围,同时,给出了三维有限域约束Delaunay三角化的实现方法及其在石油地质勘探数据和机械零件方面的网格剖分实例.这种算法在复杂对象的科学计算和工程分析中发挥了重要作用.