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基于断裂面邻域特征的文物碎片拼接
被引量：
12
1
作者
耿国华
张鹏飞
+3 位作者
刘雨萌
周明全
姚文敏
李康
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1169-1179,共11页
为解决传统拼接算法在断裂部位受损情况下存在拼接误差大且耗时的问题,本文提出一种基于断裂面几何特征的破损文物碎片自动拼接算法。首先,定义碎片模型邻域特征参数,提取断裂面特征点,依据最小二乘法原理构造曲率特征参数对特征点集进...
为解决传统拼接算法在断裂部位受损情况下存在拼接误差大且耗时的问题,本文提出一种基于断裂面几何特征的破损文物碎片自动拼接算法。首先,定义碎片模型邻域特征参数,提取断裂面特征点,依据最小二乘法原理构造曲率特征参数对特征点集进行优化;然后,为解决稀疏点云特征难以匹配的问题,定义特征点间相对距离和相对夹角作为特征描述符,依据集合相似理论对特征点进行相似性度量,提取断裂面特征点对匹配集,并利用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对,筛选出最优匹配集;最后,采用奇异值分解法计算旋转、平移矩阵,利用基于K-D树改进的迭代最近点算法实现碎片的精确拼接。实验结果表明:与传统的拼接算法相比,本文特征点少,特征描述符简单,鲁棒性强,有效提高了碎片拼接的准确性和效率。
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关键词
文物碎片拼接
最小二乘法
随机抽样一致性
奇异值分解
迭代最近点算法
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职称材料
基于关键点特征描述子的三维文物碎片重组
被引量：
8
2
作者
高宏娟
耿国华
王飘
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期393-399,共7页
对多个文物碎片进行重组时,确定文物碎片之间的邻接关系时间复杂度非常高;文物断裂部位因受损而存在一定的几何特征缺失,仅依靠断裂区域的几何特征进行拼接或重组难免会出现错误.鉴于此,提出一种基于关键点特征描述子的三维文物碎片重...
对多个文物碎片进行重组时,确定文物碎片之间的邻接关系时间复杂度非常高;文物断裂部位因受损而存在一定的几何特征缺失,仅依靠断裂区域的几何特征进行拼接或重组难免会出现错误.鉴于此,提出一种基于关键点特征描述子的三维文物碎片重组方法.首先利用已有的文物"模板",采用内在形状签名算法提取文物"模板"和文物碎片原始面上的关键点;然后计算关键点的快速点特征直方图特征描述子;再通过比较其相似性来确定文物碎片在"模板"上的对应位置,即确定各个碎片断裂面之间的邻接关系;最后采用顺序拼合的方式及迭代最近点算法对多个碎片进行重组.实验结果表明,该方法能够有效地提高文物碎片虚拟拼接的效率.
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关键词
文物碎片拼接
内在形状签名
快速点特征直方图
随机抽样一致性
迭代最近点
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职称材料
秦陵文物数字化及虚拟复原研究综述
被引量：
18
3
作者
耿国华
冯龙
+2 位作者
李康
周明全
王小凤
《西北大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期709-721,共13页
文化遗产是中华五千年悠久历史的重要载体,也是传承中华文化的特殊资源,然而,历经千百年的风化侵蚀、战火和历史变迁,文化遗产都遭到或多或少的冲击和破坏。传统复原方法存在记录手段单一、信息不全面、手工复原周期长、展陈受限、人工...
文化遗产是中华五千年悠久历史的重要载体,也是传承中华文化的特殊资源,然而,历经千百年的风化侵蚀、战火和历史变迁,文化遗产都遭到或多或少的冲击和破坏。传统复原方法存在记录手段单一、信息不全面、手工复原周期长、展陈受限、人工管理效率低等缺陷。利用三维扫描技术、数字化手段及信息化方法对文物进行数字化建模及虚拟复原与展示等,能够极大地缩短文物复原周期,可避免由于直接接触对文物造成的二次破坏;同时,借助于计算机视觉、人工智能、光学扫描等技术,能够为新形态考古发掘与文物保护奠定基础。针对文物修复与保护领域的这些重大需求,西北大学可视化技术研究所项目组自20世纪90年代起就开展了相关研究,取得的系列成果已应用于秦陵等多个文物保护单位。该文从古人面貌虚拟复原、复杂外观文物数字化、考古遗址场景建模与展示、考古过程记录与应用、破损破碎文物虚拟修复、文物碎片自动分类文化遗产的数字展示传播7个方面,对项目组近期的最新研究工作进行总结和分析,并对未来的研究方向进行展望。
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关键词
文物
虚拟保护
文物
数字化建模
古人面貌复原
文物碎片拼接
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职称材料
题名
基于断裂面邻域特征的文物碎片拼接
被引量：
12
1
作者
耿国华
张鹏飞
刘雨萌
周明全
姚文敏
李康
机构
西北大学信息科学与技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1169-1179,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2019YFC1521103)
国家自然科学基金资助项目(No.61731015)
+2 种基金
陕西省重点产业链项目资助(No.2019ZDLGY10-01)
陕西省重点产业链项目资助(No.2019ZDLSF07-02)
青海省重点研发计划资助项目(No.2020-SF-142)。
文摘
为解决传统拼接算法在断裂部位受损情况下存在拼接误差大且耗时的问题,本文提出一种基于断裂面几何特征的破损文物碎片自动拼接算法。首先,定义碎片模型邻域特征参数,提取断裂面特征点,依据最小二乘法原理构造曲率特征参数对特征点集进行优化;然后,为解决稀疏点云特征难以匹配的问题,定义特征点间相对距离和相对夹角作为特征描述符,依据集合相似理论对特征点进行相似性度量,提取断裂面特征点对匹配集,并利用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对,筛选出最优匹配集;最后,采用奇异值分解法计算旋转、平移矩阵,利用基于K-D树改进的迭代最近点算法实现碎片的精确拼接。实验结果表明:与传统的拼接算法相比,本文特征点少,特征描述符简单,鲁棒性强,有效提高了碎片拼接的准确性和效率。
关键词
文物碎片拼接
最小二乘法
随机抽样一致性
奇异值分解
迭代最近点算法
Keywords
splicing of cultural relics
ordinary least squares
random sample consensus
singular value decomposition
Iterative Closest Point algorithm(ICP)
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于关键点特征描述子的三维文物碎片重组
被引量：
8
2
作者
高宏娟
耿国华
王飘
机构
西北大学信息科学与技术学院
宁夏大学新华学院
出处
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期393-399,共7页
基金
国家自然科学基金重点项目(61731015)
国家自然科学基金(61673319
+1 种基金
61602380)
陕西省自然科学基金(2018JM6029)
文摘
对多个文物碎片进行重组时,确定文物碎片之间的邻接关系时间复杂度非常高;文物断裂部位因受损而存在一定的几何特征缺失,仅依靠断裂区域的几何特征进行拼接或重组难免会出现错误.鉴于此,提出一种基于关键点特征描述子的三维文物碎片重组方法.首先利用已有的文物"模板",采用内在形状签名算法提取文物"模板"和文物碎片原始面上的关键点;然后计算关键点的快速点特征直方图特征描述子;再通过比较其相似性来确定文物碎片在"模板"上的对应位置,即确定各个碎片断裂面之间的邻接关系;最后采用顺序拼合的方式及迭代最近点算法对多个碎片进行重组.实验结果表明,该方法能够有效地提高文物碎片虚拟拼接的效率.
关键词
文物碎片拼接
内在形状签名
快速点特征直方图
随机抽样一致性
迭代最近点
Keywords
reassembly of fractured fragments
intrinsic shape signature(ISS)
fast point feature histograms(FPFH)
random sample consensus
iterative closest point(ICP)
分类号
TP391.7 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
秦陵文物数字化及虚拟复原研究综述
被引量：
18
3
作者
耿国华
冯龙
李康
周明全
王小凤
机构
西北大学文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心
西北大学信息科学与技术学院
北京师范大学教育部虚拟现实应用工程研究中心
出处
《西北大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期709-721,共13页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFC1521103)
国家自然科学基金重点资助项目(61731015)
+4 种基金
陕西省重点产业链项目(2019ZDLSF07-02)
国家自然科学基金青年项目(61802311)
陕西省重点研发计划一般项目(2019JQ-668)
陕西省教育厅自然科学专项基金(14JK1742)
青海省重点研发与转化计划资助项目(2020-SF-142)。
文摘
文化遗产是中华五千年悠久历史的重要载体,也是传承中华文化的特殊资源,然而,历经千百年的风化侵蚀、战火和历史变迁,文化遗产都遭到或多或少的冲击和破坏。传统复原方法存在记录手段单一、信息不全面、手工复原周期长、展陈受限、人工管理效率低等缺陷。利用三维扫描技术、数字化手段及信息化方法对文物进行数字化建模及虚拟复原与展示等,能够极大地缩短文物复原周期,可避免由于直接接触对文物造成的二次破坏;同时,借助于计算机视觉、人工智能、光学扫描等技术,能够为新形态考古发掘与文物保护奠定基础。针对文物修复与保护领域的这些重大需求,西北大学可视化技术研究所项目组自20世纪90年代起就开展了相关研究,取得的系列成果已应用于秦陵等多个文物保护单位。该文从古人面貌虚拟复原、复杂外观文物数字化、考古遗址场景建模与展示、考古过程记录与应用、破损破碎文物虚拟修复、文物碎片自动分类文化遗产的数字展示传播7个方面,对项目组近期的最新研究工作进行总结和分析,并对未来的研究方向进行展望。
关键词
文物
虚拟保护
文物
数字化建模
古人面貌复原
文物碎片拼接
Keywords
virtual protection of cultural relics
digital modeling of cultural relics
restoration of ancient faces
splicing of fragments of cultural relics
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于断裂面邻域特征的文物碎片拼接
耿国华
张鹏飞
刘雨萌
周明全
姚文敏
李康
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于关键点特征描述子的三维文物碎片重组
高宏娟
耿国华
王飘
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
秦陵文物数字化及虚拟复原研究综述
耿国华
冯龙
李康
周明全
王小凤
《西北大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2021
18
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职称材料
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