三维水声数据体绘制中传递函数的研究

发布时间：2023-12-07 17:34

　　水声数据可视化是人类探索海洋世界的重要手段,在海洋资源探测、海底地貌勘察以及渔业领域等方面具有广泛的应用。随着GPU等并行处理技术的发展,绘制质量较高的直接体绘制技术成为了实现可视化的主要方式,而传递函数的设计作为其中的关键技术,一直是人们的关注焦点。为进一步提升水声数据的可视化效果,本文针对水声数据的特点,对体绘制中传递函数的设计进行了较为深入的研究,主要研究工作和成果如下:首先,针对现有传递函数对水声数据水体层和地底层分类效果较差的问题,提出了一种基于三维非下采样Brushlet变换的水声数据体绘制传递函数方法。利用三维Brushlet变换在检测和捕捉体数据中的高维奇异性信息及方向纹理信息方面的优越性,首先结合灰度共生矩阵在非下采样Brushlet变换的不同方向系数体积块中提取水声数据的纹理特征,然后利用模糊C均值聚类方法完成数据分类,最后根据分类结果分别设计不透明度和颜色映射函数实现可视化。实验结果表明,与其他方法相比,该方法具有更好的分类能力,并且能有效地滤除水声数据中的杂质,强化边界信息,从而增强绘制效果。其次,针对传统的水声数据目标检测算法对目标物体的分割效果不佳的缺点,提...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 三维水声数据可视化
        1.2.1 三维水声数据
        1.2.2 三维水声数据可视化流程
        1.2.3 水声数据可视化研究现状
    1.3 体绘制传递函数的研究现状
        1.3.1 以图像为中心的传递函数设计方法
        1.3.2 以数据为中心的传递函数设计方法
        1.3.3 传递函数设计面临的问题及挑战
    1.4 本文研究工作及内容安排
第2章 体绘制传递函数
    2.1 直接体绘制
        2.1.1 直接体绘制中的光学模型
        2.1.2 直接体绘制算法
    2.2 传递函数相关概念
        2.2.1 传递函数的定义
        2.2.2 传递函数的分类
    2.3 本章小结
第3章 基于非下采样Brushlet变换的水声数据传递函数
    3.1 引言
    3.2 三维非下采样Brushlet
        3.2.1 构造局部光滑的标准正交基
        3.2.2 构造一维Brushlet基
        3.2.3 构造三维Brushlet基
    3.3 基于三维非下采样Brushlet变换的水声数据分类
        3.3.1 利用灰度共生矩阵提取特征
        3.3.2 颜色和不透明度函数的映射
        3.3.3 分类效果评价因子
    3.4 实验与结果分析
        3.4.1 不同传递函数方法的可视化效果比较
        3.4.2 不同传递函数方法分类效果的定量评价
    3.5 本章小结
第4章 基于改进的三维自适应区域生长的水声数据可视化研究
    4.1 引言
    4.2 自适应阈值三维区域生长算法
        4.2.1 传统的区域生长算法及其流程
        4.2.2 改进的三维自适应阈值区域生长算法
    4.3 基于三维自适应阈值区域生长的传递函数
        4.3.1 三维数学形态学
        4.3.2 利用改进的自适应阈值区域生长算法对水声数据进行分类
        4.3.3 不透明度和颜色的映射规则
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 区域生长算法中生长阈值和阈值增长步长分析
        4.4.2 区域生长实验结果及可视化实验结果
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3870873