[发明专利]一种散乱点集的拓扑保持拟合方法、装置及图像变换系统

权利要求书

1.一种散乱点集的拓扑保持拟合方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

对原始散乱点集进行曲面拟合，获取拓扑不保持区域；

确定所述拓扑不保持区域的外凸方向；

根据所述拓扑不保持区域的外凸方向，判断引起拓扑不保持的控制点，并删除。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拓扑不保持区域的外凸方向，判断引起拓扑不保持的控制点，并删除的步骤之后还包括下述步骤：

对删除引起拓扑不保持的控制点后的散乱点集重新进行循环曲面拟合，并继续执行判断引起拓扑不保持的控制点，并删除的步骤，直至拟合曲面完全拓扑保持。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始散乱点集进行曲面拟合，获取拓扑不保持区域的步骤具体包括：

对原始散乱点集进行曲面拟合；

计算曲面上Jacobian行列式小于0的点的坐标；

根据所述曲面上Jacobian行列式小于0的点的坐标，对拟合曲面构造二值图；

对所述二值图进行区域连通标注，获取拓扑不保持区域。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述拓扑不保持区域的外凸方向的步骤具体包括：

计算拓扑不保持区域的主轴方向和区域质心；

统计各拓扑不保持区域在两个正交方向上的投影直方图，确定拓扑不保持区域的外凸方向。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拓扑不保持区域的外凸方向，判断引起拓扑不保持的控制点的步骤具体包括：

确定备选控制点；

计算备选控制点的移动方向；

计算控制点移动方向与拓扑不保持区域外凸方向夹角的余弦；

根据所述夹角的余弦，判定余弦值最大的备选控制点即为引起拓扑不保持的控制点。

6.一种散乱点集的拓扑保持拟合系统，其特征在于，所述系统包括：

拓扑不保持区域获取模块，用于对原始散乱点集进行曲面拟合，获取拓扑不保持区域；

外凸方向确定模块，用于确定所述拓扑不保持区域的外凸方向；以及

控制点判断删除模块，用于根据所述外凸方向确定模块确定的拓扑不保持区域的外凸方向，判断引起拓扑不保持的控制点，并删除。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

循环控制模块，用于对删除引起拓扑不保持的控制点后的散乱点集重新进行循环曲面拟合，并继续执行所述控制点判断删除模块判断引起拓扑不保持的控制点，并删除的步骤，直至拟合曲面完全拓扑保持。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述拓扑不保持区域获取模块具体包括：

曲面拟合模块，用于对原始散乱点集进行曲面拟合；

坐标计算模块，用于计算曲面上Jacobian行列式小于0的点的坐标；

二值图构造模块，用于根据所述曲面上Jacobian行列式小于0的点的坐标，对拟合曲面构造二值图；以及

连通标记模块，用于对所述二值图进行区域连通标注，获取拓扑不保持区域。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述外凸方向确定模块具体包括：

计算模块，用于计算拓扑不保持区域的主轴方向和区域质心；以及

统计模块，用于统计各拓扑不保持区域在两个正交方向上的投影直方图，确定拓扑不保持区域的外凸方向。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制点判断删除模块具体包括：

备选控制点确定模块，用于确定备选控制点；

移动方向计算模块，用于计算备选控制点的移动方向；

余弦计算模块，用于计算控制点移动方向与拓扑不保持区域外凸方向夹角的余弦；以及

判定模块，用于根据所述余弦计算模块计算夹角的余弦，判定余弦值最大的备选控制点即为引起拓扑不保持的控制点。

11.一种包括权利要求6至10任一项所述的散乱点集的拓扑保持拟合系统的图像变换系统。