[发明专利]从物体三维图像中获取四面体网格的方法

摘要

本发明涉及一种图像处理技术领域的从物体三维图像中获取四面体网格的方法。本发明直接在运行的计算机上进行，首先读入物体三维图像，然后依次通过图像前处理模块、采样模块以及网格重建模块处理，得到四面体网格。其中图像前处理模块对输入的二值图像反复进行二值腐蚀操作获得图像的距离变换结果，在距离变换的结果上计算出密度函数，并将其输出到采样模块。采样模块根据密度函数对图像进行采样，得到所需要的空间采样点，并将其输出到网格重建模块，网格重建模块由上述采样点构建最终的Delaunay网格。本发明易于实现，在网格质量上相比于现有方法，拥有良好的表现。

主权项

1、一种从物体三维图像中获取四面体网格的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，将物体的三维图像数据，以二值的形式读入系统；第二步，图像前处理模块接收输入的二值图像，并对其反复进行二值腐蚀操作，将第k次图像二值腐蚀中被腐蚀的像素置为k，直至所有有值的像素点都被赋值为止，得到图像距离变换的结果，k为自然数；第三步，图像前处理模块在获得图像距离变换的结果基础上，遍历所有像素点，获得每个像素点的密度值，并将其输出到采样模块；第四步，采样模块接收图像前处理模块输出的像素点的密度值，在图像内随机选取初始采样点，然后进行迭代操作；第五步，采样模块每次迭代获得当前采样点集的Voronoi图，从而得到图像中每个Voronoi单元的质心及质量，将获得的Voronoi单元中对应的采样点位移到该质心位置；第六步，检测Voronoi单元的质量，根据其质量控制在图像不同区域的采样率，如果质量小于用户设定的参数值，则删除该采样点，如果质量大于用户设定的参数值，则在该采样点附近随机插入新的样点，每次迭代得到的采样点趋近于Voronoi单元的质心位置，采样点的变化将会逐步减小，直至最终几乎没有发生位移；如果插入或者删除的采样点数量小于给定的某个值，且采样点的位移和小于指定值，则采样模块结束处理，将处理的结果输出到网格重建模块；第七步，网格重建模块接收采样模块输出的采样点，由边界采样点构造对应的Voronoi图，以此得到所有的Voronoi单元，并找到每个Voronoi单元的两个极点，将找到的所有的位于物体外部的极点，记为集合P，然后根据所有的采样点以及极点构建Delaunay网格；第八步，检查构造出来的Delaunay网格内的所有四面体，如果四面体至少有一个顶点在集合P中，则该四面体在物体的外部，否则就在物体内部，删除外部四面体，保留内部四面体，得到最终需要的四面体网格数据并输出。