面向开放表面的神经移动立方体算法

TP391.41; 移动立方体(marching cubes,MC)是一种经典的等值面提取算法,但此算法建立在将空间点划分为内部点和外部点基础上,只适用于封闭表面的重建.为解决此问题,提出一种面向开放表面的神经移动立方体算法.通过引入称作无关点的新的空间点分类,因无关点与内部点、外部点以及无关点之间形成的空间区域不存在零等值面,从而可连通三维形状的内部和外部.无关点可通过与表面间的距离直接判断,无需复杂的网络或计算.同时,用引入注意力机制的残差模块代替原网络,以改善重建效果.此外,设计新的曲面细分,借助无关点实现对开放表面的重建.最后,通过加入对边缘的平滑处理,提高边缘部分的重建质量.在多项评...

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Published in浙江大学学报（理学版） Vol. 50; no. 6; pp. 692 - 710
Main Authors 毛涵杨, 彭晨, 李晨, 王长波
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东师范大学 计算机科学与技术学院,上海 200062 25.11.2023
Subjects
3D reconstruction
marching cubes(MC)
isosurface extraction
等值面提取
神经网络
neural network
三维重建
行进立方体
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Summary:TP391.41; 移动立方体(marching cubes,MC)是一种经典的等值面提取算法,但此算法建立在将空间点划分为内部点和外部点基础上,只适用于封闭表面的重建.为解决此问题,提出一种面向开放表面的神经移动立方体算法.通过引入称作无关点的新的空间点分类,因无关点与内部点、外部点以及无关点之间形成的空间区域不存在零等值面,从而可连通三维形状的内部和外部.无关点可通过与表面间的距离直接判断,无需复杂的网络或计算.同时,用引入注意力机制的残差模块代替原网络,以改善重建效果.此外,设计新的曲面细分,借助无关点实现对开放表面的重建.最后,通过加入对边缘的平滑处理,提高边缘部分的重建质量.在多项评估指标下对封闭表面和开放表面进行了测试,证明所提方法不仅能重建封闭表面,而且实现了对开放表面的高质量重建.
ISSN:1008-9497
DOI:10.3785/j.issn.1008-9497.2023.06.004