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基于变分水平集的三维模型复杂孔洞修复 作者 张婧, 周明全, 耿国华 机构 西北大学 文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心 发表期刊 《计算机应用研究》 预排期卷 2018 年第 35 卷第 4 期 访问地址 /article/02-2018-04-003.html 发布日期 2017-03-31 16:55:00 引用格式 张婧, 周明全, 耿国华. 基于变分水平集的三维模型复杂孔洞修复[J/OL]. [2017-03-31]. http://w /article/02-2018-04-003.html. 摘要 针对三维模型重建后存在大量复杂孔洞的问题，提出一种孔洞修补算法。首先构造符号距离函数， 孔洞所在曲面用静态符号距离函数的零水平集表达，另一动态符号距离函数表示初始曲面；借助 隐式曲面上的变分水平集，引入全局凸优化能量模型，通过对其极小化诱导，从而将提取孔洞边 缘的问题转换为维体上隐式曲面的演化过程；最后以提取到的孔洞边缘曲面作为初始观察面，通 过卷积和合成两个交替的步骤进行体素扩散完成孔洞修补。实验表明该算法能够有效恢复复杂孔 洞区域的显著几何特征，且适用于含有网格较多的模型的孔洞修复。 关键词 符号距离函数, 变分水平集方法, 卷积合成, 体素扩散, 孔洞修复 中图分类号 TP391.41 基金项目 优先出版 计 算 机 应 用 研 究 第 35 卷 基于变分水平集的三维模型复杂孔洞修复 * 张 婧，周明全，耿国华 (西北大学 文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心，西安 710127) 摘 要：针对三维模型重建后存在大量复杂孔洞的问题，提出一种孔洞修补算法。首先构造符号距离函数，孔洞所在曲 面用静态符号距离函数的零水平集表达，另一动态符号距离函数表示初始曲面；借助隐式曲面上的变分水平集，引入全 局凸优化能量模型，通过对其极小化诱导，从而将提取孔洞边缘的问题转换为维体上隐式曲面的演化过程；最后以提取 到的孔洞边缘曲面作为初始观察面，通过卷积和合成两个交替的步骤进行体素扩散完成孔洞修补。实验表明该算法能够 有效恢复复杂孔洞区域的显著几何特征，且适用于含有网格较多的模型的孔洞修复。 关键词：符号距离函数；变分水平集方法；卷积合成；体素扩散；孔洞修复 中图分类号：TP391.41 Repair methods for complex hole of three-dimensional model based on variational level set method Zhang Jing, Zhou Mingquan, Geng Guohua (Engineering Research Center of National local Joint for Cultural Heritage Digitization, Northwest Uni