Використання результатів фрактального аналізу поверхні та алгоритмів детекції відростків у тривимірних моделях зразків бурштину

Подчашинський, Ю.О.; Рижук, А.В.; Podchashynskyi, Yu.O.; Ryzhuk, A.V.

Використання результатів фрактального аналізу поверхні та алгоритмів детекції відростків у тривимірних моделях зразків бурштину

Подчашинський, Ю.О.; Рижук, А.В.; Podchashynskyi, Yu.O.; Ryzhuk, A.V.

URI: https://eztuir.ztu.edu.ua/123456789/9170

Дата: 2026

Анотація:

У статті запропоновано переносити інформацію про поверхню зразка бурштину з сформованих зображень на реконструйовану тривимірну модель (меш) цього зразка, а також виключати різкі просторові викиди на відтвореній моделі, які не відповідають особливостям зразка, а є похибками тривимірної реконструкції. Перенесення результатів фрактального аналізу поверхні на реконструйовану тривимірну модель зразка бурштину є важливим та комплексним етапом для детального дослідження та оцінки якості зразків бурштину. Для вирішення вказаної задачі застосовано алгоритми дискретизація поверхні зразка шляхом формування репрезентативних центрів вокселів (елементарних одиниць тривимірної сцени, що являють кубик або точку в просторі) з усередненими нормалями. Також визначаються чотири основні характеристики вокселів, що притаманні точкам, які утворюють відросток на поверхні. Згідно цих характеристик відростком є різкий просторовий викид на відтвореній моделі, який не відповідає особливостям поверхні зразка, а обумовлений похибками тривимірної реконструкції. До вокселів, характеристики яких можна класифікувати як частини відростка, застосовуються алгоритми дилатації та ерозії, щоб отримати саму форму відростків. Отримана форма перевіряється за геометричними метриками на предмет того, чи схожа вона на шуканий артефакт. Визначені дані про відростки переносяться від воксельних центрів на реконструйовану тривимірну модель (меш) цього зразка та місця дефектних зон видаляються з наступним закриттям однорідною текстурою. Шляхом знаходження найкращого ракурса на зображеннях, що містять фрактальну інформацію, дані фрактального аналізу переносяться на тривимірну модель. Після виконання усіх кроків алгоритму отримуємо тривимірну модель з перенесеними даними фрактального аналізу з двомірних зображень. При цьому на тривимірній моделі визначено ділянки поверхні, що містять тріщини/вкраплення/інклюзії, які можуть вплинути на якість промислових виробів з бурштину. обробки та більш точно розраховувати наступні кроки для обробки бурштину. Все це є основою для оцінки якості та підвищення конкурентоспроможності промислових виробів з бурштину.

Анотація (англ.):

The article proposes to transfer information about the surface of an amber sample from the generated images to a reconstructed three-dimensional model (mesh) of this sample, as well as to exclude sharp spatial outliers on the reproduced model that do not correspond to the characteristics of the sample, but are errors of three-dimensional reconstruction. Transferring the results of fractal surface analysis to a reconstructed three-dimensional model of an amber sample is an important and complex stage for detailed research and assessment of the quality of amber samples. To solve this problem, algorithms were used for the discretization of the sample surface by forming representative centers of voxels (elementary units of a three-dimensional scene, representing a cube or a point in space) with averaged normals. Four main characteristics of voxels inherent to points that form a process on the surface are also determined. According to these characteristics, a process is a sharp spatial outlier on the reconstructed model that does not correspond to the characteristics of the sample surface, but is caused by errors in three-dimensional reconstruction. Dilation and erosion algorithms are applied to voxels whose characteristics can be classified as parts of a process to obtain the shape of the processes themselves. The resulting shape is checked by geometric metrics to see if it is similar to the desired artifact. The determined process data is transferred from the voxel centers to the reconstructed three-dimensional model (mesh) of this sample and the locations of the defect zones are removed with subsequent closure with a uniform texture. By finding the best angle on images containing fractal information, the fractal analysis data is transferred to the three-dimensional model. After performing all steps of the algorithm, we obtain a three-dimensional model with the transferred fractal analysis data from two-dimensional images. At the same time, the three-dimensional model identifies surface areas containing cracks/inclusions/inclusions that may affect the quality of industrial amber products processing and more accurately calculating the next steps for amber processing. All this is the basis for assessing the quality and increasing the competitiveness of industrial amber products.

Показати повний опис матеріалу