• 제목/요약/키워드: Unorganized points

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AN EXPLICIT NUMERICAL ALGORITHM FOR SURFACE RECONSTRUCTION FROM UNORGANIZED POINTS USING GAUSSIAN FILTER

  • KIM, HYUNDONG;LEE, CHAEYOUNG;LEE, JAEHYUN;KIM, JAEYEON;YU, TAEYOUNG;CHUNG, GENE;KIM, JUNSEOK
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제23권1호
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    • pp.31-38
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    • 2019
  • We present an explicit numerical algorithm for surface reconstruction from unorganized points using the Gaussian filter. We construct a surface from unorganized points and solve the modified heat equation coupled with a fidelity term which keeps the given points. We apply the operator splitting method. First, instead of solving the diffusion term, we use the Gaussian filter which has the effect of diffusion. Next, we solve the fidelity term by using the fully implicit scheme. To investigate the proposed algorithm, we perform computational experiments and observe good results.

Shrink-Wrapped Boundary Face Algorithm for Mesh Reconstruction from Unorganized Points

  • Koo, Bon-Ki;Choi, Young-Kyu;Chu, Chang-Woo;Kim, Jae-Chul;Choi, Byoung-Tae
    • ETRI Journal
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    • 제27권2호
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    • pp.235-238
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    • 2005
  • A new mesh reconstruction scheme for approximating a surface from a set of unorganized 3D points is proposed. The proposed method, called a shrink-wrapped boundary face (SWBF) algorithm, produces the final surface by iteratively shrinking the initial mesh generated from the definition of the boundary faces. SWBF surmounts the genus-0 spherical topology restriction of previous shrink-wrapping-based mesh generation techniques and can be applied to any type of surface topology. Furthermore, SWBF is significantly faster than a related algorithm of Jeong and others, as SWBF requires only a local nearest-point-search in the shrinking process. Our experiments show that SWBF is very robust and efficient for surface reconstruction from an unorganized point cloud.

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비정렬 3차원 측정점으로부터의 표면 재구성을 위한 경계면 축소포장 알고리즘 (Shrink-Wrapped Boundary Face Algorithm for Surface Reconstruction from Unorganized 3D Points)

  • 최영규;구본기;진성일
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제31권10호
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    • pp.593-602
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    • 2004
  • 정렬되지 않은 3차원 측정점들로부터 이들을 근사하는 표면을 재구성하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 경계면 축소포장 방식에 의한 표면 재구성 방법(shrink-wrapped boundary face: SWBF) 으로, 측정점으로부터 경계셀과 경계면을 구해 초기 메쉬를 생성하고 이를 연속적으로 축소하는 방식에 의해 표면을 재구성한다. 제안된 방법은 기존의 표면 축소포장 방식의 메쉬 생성 방법의 문제점인 물체의 토폴로지에 대한 제약이 없이 어떠한 형태의 표면 재구성에도 적용이 가능하며, 기존 방법이 축소 단계에서 각 메쉬 정점에 대한 최단거리 측정점을 찾는 전역 탐색을 해야 하는데 비해 지역 탐색만으로 최적의 측정점을 찾을 수 있으므로 처리 시간 측면에서도 우월하다. 실험을 통해 제안된 표면 재구성 알고리즘이 측정점들간의 관계를 알 수 없는 정렬되지 않은 3차원 점들에 대한 표면 재구성에 매우 안정적이고 효과적임을 확인할 수 있었다.

임의의 점 군 데이터로부터 NURBS 곡면의 자동생성 (Automatic NURBS Surface Generation from Unorganized Point Cloud Data)

  • 유동진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권9호
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    • pp.200-207
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    • 2006
  • In this paper a new approach which combines implicit surface scheme and NURBS surface interpolation method is proposed in order to generate a complete surface model from unorganized point cloud data. In the method a base surface was generated by creating smooth implicit surface from the input point cloud data through which the actual surface would pass. The implicit surface was defined by a combination of shape functions including quadratic polynomial function, cubic polynomial functions and radial basis function using adaptive domain decomposition method. In this paper voxel data which can be extracted easily from the base implicit surface were used in order to generate rectangular net with good quality using the normal projection and smoothing scheme. After generating the interior points and tangential vectors in each rectangular region considering the required accuracy, the NURBS surface were constructed by interpolating the rectangular array of points using boundary tangential vectors which assure C$^1$ continuity between rectangular patches. The validity and effectiveness of this new approach was demonstrated by performing numerical experiments for the various types of point cloud data.

임의의 점 군 데이터로부터 쾌속조형을 위한 입력데이터의 자동생성 (Automatic Generation of the Input Data for Rapid Prototyping from Unorganized Point Cloud Data)

  • 유동진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권11호
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    • pp.144-153
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    • 2007
  • In order to generate the input data for rapid prototyping, a new approach which is based on the implicit surface interpolation method is presented. In the method a surface is reconstructed by creating smooth implicit surface from unorganized cloud of points through which the surface should pass. In the method an implicit surface is defined by the adaptive local shape functions including quadratic polynomial function, cubic polynomial function and RBF(Radial Basis Function). By the reconstruction of a surface, various types of error in raw STL file including degenerated triangles, undesirable holes with complex shapes and overlaps between triangles can be eliminated automatically. In order to get the slicing data for rapid prototyping an efficient intersection algorithm between implicit surface and plane is developed. For the direct usage for rapid prototyping, a robust transformation algorithm for the generation of complete STL data of solid type is also suggested.

개선된 Shrink-wrapping 알고리즘을 이용한 비조직 3차원 데이터로부터의 표면 재구성 (Surface Reconstruction from unorganized 3D Points by an improved Shrink-wrapping Algorithm)

  • 박은진;구본기;최영규
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제14A권3호
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    • pp.133-140
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    • 2007
  • 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.

음 함수 곡면기법을 이용한 임의의 점 군 데이터로부터의 사각망 생성 (Generating a Rectangular Net from Unorganized Point Cloud Data Using an Implicit Surface Scheme)

  • 유동진
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.274-282
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    • 2007
  • In this paper, a method of constructing a rectangular net from unorganized point cloud data is presented. In the method an implicit surface that fits the given point data is generated by using principal component analysis(PCA) and adaptive domain decomposition method(ADDM). Then a complete and quality rectangular net can be obtained by extracting voxel data from the implicit surface and projecting exterior faces of extracted voxels onto the implicit surface. The main advantage of the proposed method is that a quality rectangular net can be extracted from randomly scattered 3D points only without any further information. Furthermore the results of this works can be used to obtain many useful information including a slicing data, a solid STL model and a NURBS surface model in many areas involved in treatment of large amount of point data by proper processing of implicit surface and rectangular net generated previously.

연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬 직접 복원 (Direct Reconstruction of Displaced Subdivision Mesh from Unorganized 3D Points)

  • 정원기;김창헌
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제29권6호
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    • pp.307-317
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    • 2002
  • 본 논문은 연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬를 직접 생성하는 새로운 메쉬 복원 알고리즘을 제안한다. 차이분할메쉬는 표현해야 하는 각 정점을 1차원 상수 차이 값으로 표현하는 메쉬로써 저장해야하는 데이타양을 획기적으로 줄이면서 분할메쉬의 장점인 분할연결성을 가지므로 다단계 표현이 가능한 새로운 메쉬 표현법이지만 차이분할메쉬를 생성하는 기존의 방법은 레인지 데이타로부터 복원된 비정형 메쉬로부터 차이분할메쉬로의 변환을 거쳐야 하는 문제점이 있다. 제안 알고리즘은 비정형 메쉬로부터의 메쉬 변환과정이 필요 없이 연결정보가 없는 레인지 데이타로부터 차이값에 기반한 분할메쉬를 매쉬 복원과정에서 직접 생성해 낼 수 있다. 기본 아이디어는 연결정보가 없는 점 데이타만을 이용하여 이에 근사한 파라메트릭 도메인을 생성한 후 도메인 상의 각 정점의 법선 벡터 방향으로 세부 표면 정보를 샘플링 하는 것이다. 이를 위하여 우리는 분할곡면 근사기법을 적용한 파라매트릭 도메인 생성기법을 적용하여 입력 점 데이타에 최대한 근사하는 기본메쉬를 생성하며, 연결정보가 없는 점 데이타로부터 세부 표면정보를 올바르게 샘플링 하기 위한 법선벡터와 교차하는 유효한 삼각형 판정기준을 제시한다. 또한 기존 메쉬 복원 기법에서 사용되던 전역 에너지 최적화 방법 대신 입력 데이타를 고려한 지역적 라플라시안 평활화를 이용하여 고품질의 메쉬를 빠르게 복원할 수 있다. 이렇게 복원된 차이분할메쉬는 적은 데이터로 자세한 표현이 가능해져 메쉬 간략화나 압축 등의 후처리 과정이 필요 없으며. 분할연결성을 이용한 다단계 애니메이션등의 다양한 응용분야에 활용 가능하다.6으로 남녀학생 모두 총 열량에 대한 지질의 섭취비율이 높았다. 인, 비타민 B$_1$, B$_{6}$, E를 제외한 칼슘, 철, 아연, 비타민 A, B$_2$, C, 나이아신, 엽산 등 대부분의 미량 영양소 섭취량은 권장량에 미치지 못하였다. 혈청 COT, GPT는 남학생이 여학생보다 각 항목에서 유의하게 높았고, 혈청 총 콜레스테롤, 중성지질, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤은 남녀학생 간에 유의한 차이가 없었다. 적혈구지수의 경우 적혈구수, 헤모글로빈, 헤마토크릿, MCHC가 남학생이 여학생보다 유의하게 높았다. 체중, 체질량지수, 비만지수는 모두 수축기 혈압과 유의한 정의 상관관계를 보였고(p<0.01, p<0.05, p<0.05), 체지방률은 영양지식과 유의한 부의 상관관계를 보였다(p<0.05). 비만도와 영양소 섭취량과의 관계에서 체중, 체질량지수, 비만지수는 콜레스테롤 섭취량과(p<0.01, p<0.05, p<0.05) 각각 유의한 정의 상관관계를 보였다. 비만도와 혈액성상과의 관계에서 체중은HDL-콜레스테롤과 유의한 부의 상관관계를(p<0.05), 적혈구수, 헤모글로빈, 헤마토크릿과는 유의한 정의 상관관계를(각 p<0.05) 보였다. 체질량지수와 비만지수는 각각 HDL-콜레스테롤과는 부의 (각 P<0.05), 적혈구수와는 정의(각 p<0.05) 상관관계를 보였다. 허리엉덩이둘레비는 혈청 GPT, glucose, MCV와 각각 유의한 정의 상관관계를 보였다(각 p<0.05). 이상의 연구결과를 종합할 때 남녀 비만 중학생 모두 총 열량 섭취량 중 지질로

적응적 영역분할법을 이용한 임의의 점군으로부터의 형상 재구성 (Shape Reconstruction from Unorganized Cloud of Points using Adaptive Domain Decomposition Method)

  • 유동진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.89-99
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    • 2006
  • In this paper a new shape reconstruction method that allows us to construct surface models from very large sets of points is presented. In this method the global domain of interest is divided into smaller domains where the problem can be solved locally. These local solutions of subdivided domains are blended together according to weighting coefficients to obtain a global solution using partition of unity function. The suggested approach gives us considerable flexibility in the choice of local shape functions which depend on the local shape complexity and desired accuracy. At each domain, a quadratic polynomial function is created that fits the points in the domain. If the approximation is not accurate enough, other higher order functions including cubic polynomial function and RBF(Radial Basis Function) are used. This adaptive selection of local shape functions offers robust and efficient solution to a great variety of shape reconstruction problems.

Surface Extraction from Point-Sampled Data through Region Growing

  • Vieira, Miguel;Shimada, Kenji
    • International Journal of CAD/CAM
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    • 제5권1호
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    • pp.19-27
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    • 2005
  • As three-dimensional range scanners make large point clouds a more common initial representation of real world objects, a need arises for algorithms that can efficiently process point sets. In this paper, we present a method for extracting smooth surfaces from dense point clouds. Given an unorganized set of points in space as input, our algorithm first uses principal component analysis to estimate the surface variation at each point. After defining conditions for determining the geometric compatibility of a point and a surface, we examine the points in order of increasing surface variation to find points whose neighborhoods can be closely approximated by a single surface. These neighborhoods become seed regions for region growing. The region growing step clusters points that are geometrically compatible with the approximating surface and refines the surface as the region grows to obtain the best approximation of the largest number of points. When no more points can be added to a region, the algorithm stores the extracted surface. Our algorithm works quickly with little user interaction and requires a fraction of the memory needed for a standard mesh data structure. To demonstrate its usefulness, we show results on large point clouds acquired from real-world objects.