层次优化的颅骨点云配准

论文摘要

颅骨配准是颅面复原的重要步骤之一,其配准精度和效率对复原结果有着重要的影响。为了提高颅骨点云模型的配准精度和效率,本文提出了一种层次优化的颅骨点云配准方法。将颅骨配准分为粗配准和细配准两个过程。首先对颅骨点云模型进行去噪、简化和归一化等预处理;然后对颅骨点云模型提取特征点并计算其特征序列,根据特征序列进行约束寻找初始对应点对,并采用k-means算法剔除误匹配点,实现颅骨粗配准;最后通过加入几何特征约束的改进迭代最近点（ICP）算法实现颅骨细配准,从而达到颅骨精确配准的目的。本文分别对粗配准、细配准和先粗再细完整配准过程进行实验,结果表明:粗配准过程,与未优化的粗配准算法相比,本文优化后的粗配准算法的配准精度提高了约35%,算法耗时增加了约6%;细配准过程,与ICP算法相比,本文改进ICP算法的配准精度和收敛速度分别提高了约20%和43%,算法耗时减少了约47%;先粗再细的完整配准过程,本文算法的配准精度和收敛速度都要优于其他两种方法。证明了本文方法是一种有效的颅骨点云配准算法,可以实现颅骨点云的精确配准。

论文目录

• 1 引言
• 2 颅骨粗配准
•   2.1 特征点提取
•   2.2 颅骨粗配准步骤
• 3 颅骨细配准
•   3.1 ICP算法
•   3.2 改进的ICP算法
•   3.3 颅骨细配准步骤
• 4 实验结果与分析
•   4.1 颅骨数据预处理
•   4.2 颅骨点云粗配准实验
•   4.3 颅骨点云细配准实验
•   4.4 颅骨点云先粗后细配准实验
•   4.5 Bunny点云先粗后细配准实验
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨稳,周明全,耿国华,刘晓宁,李康,张海波

关键词: 颅骨配准,特征点,算法,迭代最近点,几何特征约束

来源: 光学精密工程 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,医药卫生科技,社会科学Ⅰ辑,信息科技

专业: 特种医学,公安,计算机软件及计算机应用

单位: 西北大学信息科学与技术学院,北京师范大学信息科学与技术学院

基金: 国家重点研发项目（No.2017YFB1402103）,国家自然科学基金项目（No.61731015,No.61673319）,陕西省产业创新链项目（No.2016TZC-G-3-5）,陕西省自然科学基础研究计划项目（No.2018JM6061,No.2019JQ-166）,陕西省重点研发计划一般项目（No.2019SF-272）,陕西省教育厅自然科学专项（No.18JK0795,No.19JK0842）

分类号: TP391.41;D919

页码: 2730-2739

总页数: 10

文件大小: 2085K

下载量: 104