The KIPS Transactions:PartA (정보처리학회논문지A)

Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Surface Reconstruction from unorganized 3D Points by an improved Shrink-wrapping Algorithm

개선된 Shrink-wrapping 알고리즘을 이용한 비조직 3차원 데이터로부터의 표면 재구성

  • 박은진 (한국기술교육대학교 전기전자공학과) ;
  • 구본기 (한국전자통신연구원 디지털콘텐츠연구단 CG기반기술연구팀) ;
  • 최영규 (한국기술교육대학교 정보기술공학부)
  • Published : 2007.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The SWBF(shrink-wrapped boundary face) algorithm is a recent mesh reconstruction method for constructing a surface model from a set of unorganized 3D points. In this paper, we point out the surface duplication problem of SWBF and propose an improved mesh reconstruction scheme. Our method tries to classify the non-boundary cells as the inner cell or the outer cell, and makes an initial mesh without surface duplication by adopting the improved boundary face definition. To handle the directional unbalance of surface sampling density arise in typical 3D scanners, two dimensional connectivity in the cell image is introduced and utilized. According to experiments, our method is proved to be very useful to overcome the surface duplication problem of the SWBF algorithm.

SWBF(shrink-wrapped boundary face) 알고리즘은 조직되지 않은 3차원 측정점으로부터 표면을 재구성하기 위해 최근에 제안된 방법이다. 본 논문에서는 SWBF 알고리즘의 표면 중복문제를 제기하고, 이를 해결하기 위한 개선된 표면 재구성 방법을 제안한다. 제안된 방법은 경계셀이 아닌 모든 셀들을 내부셀과 외부셀로 구분하고, 개선된 경계면의 정의를 이용해 초기메쉬에서 표면의 중복이 발생하지 않도록 하였다. 또한, 측정 방향에 따라 표면 샘플링의 조밀도가 차이가 나는 일반적인 3차원 스캐너로부터 추출된 데이터의 처리를 위해 셀 영상에서 2차원 연결성을 정의하여 사용하였다. 실험을 통해 제안된 방법이 SWBF 알고리즘의 표면중복문제를 극복하는데 매우 유용함을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. B. Curless and M. Levay, 'A volumetric method for building complex models from range images,' In Computer Graphics (SIGGRAPH '96 Proceedings), pp.303-312, August 1996 https://doi.org/10.1145/237170.237269
  2. Cyberware co., 'WB4 Whole Body Color 3D Scanner,'www.cyberware.com
  3. 최영규, 구본기, 최병태, '인체 모델 생성을 위한 등고선 삼각분할 기반의 3차원 전신 스캐너 개발,' 정보과학회논문지 30권, 7-8호, pp.397-407, 2003년 8월
  4. W. Lorensen and H. Cline, 'Marching cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm,' In Computer Graphics(SIGGRAPH 87 Proceedings), volume 21, pages 163 169, July 1987 https://doi.org/10.1145/37402.37422
  5. 최영규, 이의택, '의료영상 가시화를 위한 셀 경계 방식 체적재구성 방법,'정보과학회논문지 27권, 3호, pp235-244, 2000년 3월
  6. Y. Choi, 'Surface reconstruction from a set of wire-frame contours,' Ph.D thesis. Korea Advanced Institute of Science and Education, 1995
  7. Y. Choi, 'Band' partitioning algorithm for surface reconstruction from planar contours,' Electronics Letters, Vol. 35, No. 20, pp.1713-1714, Sep, 1999 https://doi.org/10.1049/el:19991216
  8. H. Hoppe, T. DeRose, T. Ducharnp, J. McDonald, and W. Stuetzle. 'Surface reconstruction from unorganized points,' SIGGRAPH '92 Proceedings, pp.71-78, July 1992 https://doi.org/10.1145/133994.134011
  9. J. Boissonnat and F. Cazals 'Smooth surface reconstruction via natural neighbour interpolation of distance functions,' In Symp. on Computational Geometry, pp.223-232. ACM, 2005 https://doi.org/10.1145/336154.336208
  10. L. Kobbelt, J. Vorsatz, U. Labsik, and H. Seidel. 'A shrink wrapping approach to remeshing polygonal surfaces,' In Computer Graphics Forum, Proceedings of Eurographics 1999, volume 18, 3, pp. 119-129, September 1999
  11. W. Jeong and C. Kim, 'Direct Reconstruction of Displaced Subdivision Surface from Unorganized Points,' Graphical Models, vol. 64, issue 2, pp.78-93, Mar. 2002 https://doi.org/10.1006/gmod.2002.0572
  12. A. Sharf, T. Lewiner, A. Shamir, L. Kobbelt and D. Cohen, 'Competing Fronts for Coarse - to - Fine Surface Reconstruction,' In Computer Graphics Forum, Proceedings of Eurographics 2006, volume 25, Issue 3, pp.389- 398
  13. B. Koo, Y. Choi, C. Chu, J. Kim, and B. Choi, 'Shrink-Wrapped Boundary Face Algorithm for Mesh Reconstruction from Unorganized Points', ETRI Journal, vol.27, no.2, pp.235-238, Apr. 2005 https://doi.org/10.4218/etrij.05.0204.0027
  14. 박은진, 최영규, 'Shrink-Wrapping 알고리즘을 이용한 단층영상으로부터의 표면 재구성,' 정보과학회논문지 34권, 1호, pp.28-37, 2007년 2월
  15. J. Udupa, S. Srihari, and G. Herman, 'Boundary Detection in multi-dimensions,' IEEE Transaction on PAMI, vol. 4, no. 1, pp.41-50, 1982 https://doi.org/10.1109/TPAMI.1982.4767193