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产品层析图像的轮廓匹配技术研究

作　者: 王静
导　师: 张树生
学　校: 西北工业大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 逆向工程层析图像轮廓识别轮廓匹配轮廓森林椭圆拟合分枝 BP网 OpenGL
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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引　用: 7次
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内容摘要

产品层析图像的轮廓识别与匹配是逆向工程中基于层析图像的CAD建模技术的关键环节之一，同时也是图形图像处理领域研究的重要内容。本文针对带分枝或多型腔复杂机械产品的反求问题，展开切片内外轮廓识别与切片序列匹配技术研究。首先根据同层切片轮廓间的嵌套关系，建立物体的轮廓树，实现同层轮廓内外特征的识别，样件的多层切片序列，则形成轮廓森林，为层间轮廓匹配提供约束机制；应用椭圆拟合算法，实现样件切片图像层间轮廓的匹配；研究智能模式识别技术，提出基于人工神经网络的匹配算法，对传统算法进行优化；并在Visual C++环境下，进行程序设计开发，验证两种算法的正确性和可行性，并对匹配结果进行比较。主要完成的研究内容如下：●建立物体轮廓森林，实现同层轮廓的识别。根据物体同层切片轮廓间的嵌套关系，建立轮廓关系矩阵，扫描该矩阵，建立轮廓树。根据轮廓树上各节点的横向位置关系，实现层内的轮廓内外特性识别。同时，连接各切片层的轮廓树，建立物体轮廓森林，轮廓森林的纵向约束关系为进一步的层间轮廓匹配奠定基础。●应用经典的椭圆拟合算法，解决了切片层间轮廓的匹配问题。在建立物体轮廓森林基础上，借助椭圆的五项参数来定量描述所有切片轮廓离散点的形状位置信息，根据层间轮廓拟合椭圆五项参数的相似程度及其线性变化，决定层间轮廓的分组对应关系，实现层间轮廓的匹配。●提出了基于人工神经网络的切片轮廓匹配优化算法。针对由于切片图像噪声、缺损、畸变等干扰因素或样件高复杂性（带分枝或多型腔）引起的应用经典算法难以实现轮廓匹配的问题，应用人工神经网络和智能模式识别技术，将切片轮廓视为不同模式，设计了一种三层的BP网络，对切片轮廓进行模式划分，实现匹配。●实现检验和分析比较上述两种算法。针对多分枝或带型腔典型复杂零件的反求CAD建模问题，在Visual C++环境下，进行程序设计开发，实现上述识别匹配算法，并应用OpenGL三维图形接口及ActiveX组件技术，动态显示识别匹配结果，验证算法的正确性和可行性，并对算法的结果进行比较。

全文目录

第一章绪论  7-15
  1．1 逆向工程概述  7-8
  1．2 基于ICT的产品反求技术  8-9
  1．3 层析切片图像的轮廓识别与匹配  9-10
  1．4 课题来源与研究任务  10
  1．5 研究意义与研究现状  10-12
  1．6 关键技术  12-13
  1．7 主要内容与章节安排  13-14
  1．8 本章小结  14-15
第二章算法整体思路及轮廓识别  15-22
  2．1 前言  15
  2．2 算法整体思路  15-17
  2．3 轮廓森林的建立  17-20
  2．4 内外轮廓的识别  20-21
  2．5 本章小结  21-22
第三章基于椭圆拟合的轮廓序列匹配算法  22-33
  3．1 前言  22-24
  3．2 轮廓森林的约束机制  24-26
  3．3 椭圆拟合  26-27
  3．4 柱体生长  27-28
  3．5 分叉处理  28-32
  3．6 本章小结  32-33
第四章基于神经网络的匹配算法优化  33-45
  4．1 前言  33-34
  4．2 神经网络的工作原理  34-36
  4．3 智能模式识别及其在匹配问题中的应用  36-37
  4．4 基于BP网络的匹配算法  37-39
  4．5 用于轮廓匹配的BP网络  39-44
  4．6 本章小结  44-45
第五章图像轮廓识别与匹配的算法实现  45-59
  5．1 前言  45
  5．2 开发平台  45-46
  5．3 算法实现  46-50
  5．4 三维显示  50-54
  5．5 结果比较  54-58
  5．6 本章小结  58-59
第六章结束语  59-62
  6．1 前言  59
  6．2 论文内容总结  59-60
  6．3 问题讨论  60-61
  6．4 后续工作展望  61
  6．5 本章小结  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65

产品层析图像的轮廓匹配技术研究

内容摘要

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