缺損圖形表面修復技術的研究和應用項目摘要

本項目主要針對形狀各異的缺損表面提出基于多結(jié)點樣條的曲面修復新算法。物體表面造成缺損的原因很多，形成的缺陷形狀也各種各樣。本項目從缺損表面修復技術的要求出發(fā)，利用多結(jié)點樣條插值相比其他插值算法的優(yōu)越特性，首先研究三維幾何領域中基于多結(jié)點樣條的曲面造型技術與曲面重構(gòu)算法中多重采樣數(shù)據(jù)分析，在此基礎上，根據(jù)形成缺損的原因不同，形狀不同，著重研究曲面造型物體表面缺損的各種分類修復算法及其誤差分析。研究成果可進一步拓展曲面造型理論、減少曲面重構(gòu)時的數(shù)據(jù)冗余，曲面修復算法可應用于局部破損出土文物古籍的幾何造型修補復原、破案現(xiàn)場不完全痕跡的修復、磨損與變形的機械零件和模具表面修復、找出原有表面的曲面何造型及其相應的誤差估算，為進一步在工藝上修復文物、修復機械零件或模具提供理論依據(jù)。因此本項目既富有重要的科學研究意義，又具有充分的理論基礎價值和廣闊的應用前景。

本項目主要針對形狀各異的缺損圖形圖像表面提出曲面修復新算法。物體表面造成缺損的原因很多，形成的缺陷形狀也各種各樣。本項目從缺損表面修復技術的要求出發(fā)，首先對具有代表性的幾種常用插值和數(shù)據(jù)擬合算法合作了研究，選定多結(jié)點樣條插值算法、克里金插值方法作為修復算法的基礎理論算法，同時也提出了一種新的正交矩系統(tǒng)算法用于數(shù)據(jù)擬合和信號消噪。 然后進一步研究了基于多結(jié)點樣條插值的曲面造型算法，基于多結(jié)點樣條插值的曲面重構(gòu)算法、散亂數(shù)據(jù)最小誤差逼近與擬合算法、基于多結(jié)點樣條的圖像拼接修復技術、研究基于克里金算法的圖像修復技術、研究基于點云數(shù)據(jù)的缺損圖形表面修復技術。并從地形地貌造型，不規(guī)則曲面重構(gòu)、空間曲線擬合、月球表面圖像拼接修復、油畫修復、覆蓋字母的圖像修復、基于雙目立體視覺掃描數(shù)據(jù)的媽閣廟浮雕幾何造型修復、破損陶瓷集合造型修復、基于Kinect掃描的人體頭像三維數(shù)據(jù)修復等實例對算法進行了驗證與分析，以及綜合本課題的造型、修復、與拼接等算法應用于基于嫦娥一號探月數(shù)據(jù)虛擬月球立體顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)了月球模型表面的凸凹細節(jié)造型與表面圖像拼接。項目組成員在項目研發(fā)過程中還研究了與項目相關的其他技術，如圖像配準、采樣信號局部尺度變換結(jié)合正交變換的方法、粒子濾波算法、識別算法、圖像表征計算模型、圖像視覺檢測技術、虛擬現(xiàn)實技術等。部分成果還在整理之中有待發(fā)表。 本項目一共獲得學術專著1篇，論文28篇，期中SCI檢索2篇，EI檢索8 篇， 中文核心11篇，會議論文11篇和1個應用成果轉(zhuǎn)化。部分成果還有待發(fā)表。項目研究內(nèi)容符合原項目申請，項目研究成果達到了課題申請時所撰寫的研究目標。研究成果可進一步拓展曲面造型理論、減少曲面重構(gòu)時的數(shù)據(jù)冗余，修復算法可應用于圖像的修復與拼接、局部破損出土文物古籍的幾何造型修補復原、破案現(xiàn)場不完全痕跡的修復、三維掃描數(shù)據(jù)修復。因此本項目既富有重要的科學研究意義，又具有充分的理論基礎價值和廣闊的應用前景。 2100433B

本項目系統(tǒng)地研究了面向CAD的圖形多約束理論、方法及其應用，提出了多約束關系識別、理解與自組織的三大基本原理，提出了約束關系自組織的一系列新概念和新方法，提出并實現(xiàn)了8大基本約束種類及其形成的一系列新算法，應用圖形多約束理論與方法進行工程圖掃描圖象整體識別，應用圖形多約束理論與方法進行零件圖裝配圖一體化設計，提出并實現(xiàn)了基于約束關系自組織的離線參數(shù)化技術。上述各項研究成果中，應用圖形多約束理論與方法進行工程圖掃描圖象整體識別與基于約束關系自組織的離線參數(shù)化技術是兩項實質(zhì)性的突破，已得到學術界同行的肯定與認可。本項研究在國內(nèi)外學術期刊和學術會議上共發(fā)表論文十六篇。 2100433B

主動脈-肺動脈間隔缺損，是一種罕見的先天性心臟病。