實驗結果與分析
4.2 實驗結果
第一個實驗對象為塑膠材質，原圖如圖4.2(a)所示，單一臨界值法、適應臨界 值法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖 4.2(b)-4.2(e) 所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖 4.2 大象模型。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重
建結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
這個實驗對象的主要特色是結構形狀有凹陷，凹陷的部位在耳朵與身體之 間，如圖4.3(a)所示，圖 4.3(b)為凹陷部位放大，而單一臨界值法、適應臨界值法、
直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如4.3(c)-4.3(f)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) 圖 4.3 大象模型凹陷部位。(a) 原圖；(b) 凹陷部位放大；(c) 單一臨界值法重
建結果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群 聚法重建結果。
除了凹陷部位，此外選擇細微部位來比較，例如眼睛部位，如圖4.4(a)所示，
圖4.4(b)為眼睛部位放大，而單一臨界值法、適應臨界值法、直方圖法與本篇論文 所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.4(c)-4.4(f)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) 圖4.4 大象模型眼睛部位。(a) 原圖；(b) 眼睛部位放大; (c) 單一臨界值法重建
結果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群聚 法重建結果。
由圖4.3 與圖 4.4 中可以看出，不管在凹陷部位，或是細微部位，本篇論文所 採用的密度基礎群聚法的實驗結果都較好，適應臨界值法次之，而單一臨界值法 與直方圖法較差。
在這個實驗中使用十二張影像來進行重建，這十二張影像稱為重建影像 PSNR 30.00069 30.64503 30.25926 30.81258
表4.2 重建影像角度。 PSNR 27.43565 27.95311 27.62139 28.12585
表4.4 鑑定影像角度。
表4.5 投影誤差。
Voxel dimensions
1603 3203 4803
單一臨界值法 15.8703 14.8614 14.2053
適應臨界值法 12.3325 9.7087 8.5267
直方圖法 14.8255 13.9920 13.6186
密度基礎群聚法 11.5436 9.2485 8.1891
圖4.5 投影誤差曲線。
表4.6 時間(秒)。
Voxel dimensions
1603 3203 4803
單一臨界值法 126.8 681.1 2194.8
適應臨界值法 143.0 745.9 2248.9
直方圖法 278.4 963.8 2531.5
密度基礎群聚法 393.3 1011.7 2596.8
圖4.6 時間曲線。
第二個實驗對象為陶瓷材質，如圖4.7(a)所示，單一臨界值法、適應臨界值法、
直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.7(b)-4.7(e)所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖4.7 熊模型。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重建
結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
這個實驗對象的主要特色是表面顏色種類多，且表面紋理複雜，選擇細微部 位來比較，例如肚子部位，如圖 4.8(a)所示，圖 4.8(b)為肚子部位放大，而單一臨 界值法、適應臨界值法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結 果如圖4.8(c)-4.8(f)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) 圖4.8 熊模型肚子部位。(a) 原圖；(b) 肚子部位放大; (c) 單一臨界值法重建結
果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群聚法 重建結果。
由圖4.8 中可以看出，本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果較好，適 PSNR 30.10503 30.25852 30.02641 30.46581
表4.8 重建影像角度。 PSNR 27.23184 27.41967 27.03415 27.73540
表4.10 鑑定影像角度。
表4.11 投影誤差。
Voxel dimensions
1303 2603 3903
單一臨界值法 27.7588 24.3108 21.6055
適應臨界值法 27.5119 23.2382 19.6460
直方圖法 28.2192 24.8699 22.7412
密度基礎群聚法 26.0299 19.2434 15.1482
圖4.9 投影誤差曲線。
表4.12 時間(秒)。
Voxel dimensions
1303 2603 3903
單一臨界值法 96.8 574.1 1732.8
適應臨界值法 121.0 632.9 1889.4
直方圖法 199.1 751.3 2119.8
密度基礎群聚法 232.5 793.1 2230.3
圖4.10 時間曲線。
第三個實驗對象為玻璃材質，如圖 4.11(a)所示，單一臨界值法、適應臨界值 法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖 4.11(b)-4.11(e) 所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖4.11 老鼠模型。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重
建結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
這個實驗對象的主要特色是有明顯的表面光澤變化，選擇光澤變化最明顯的 部位來比較，為眼睛部位，如圖 4.12(a)所示，圖 4.12(b)為眼睛部位放大，而單一 臨界值法、適應臨界值法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗 結果如圖4.12(c)-4.12(f)所示。
(a)
(b)
(c) (d)
(e) (f) 圖 4.12 老鼠模型眼睛部位。(a) 原圖；(b) 眼睛部位放大; (c) 單一臨界值法重
建結果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群聚 法重建結果。
由圖 4.12 中可以看出，各方法的實驗結果差異不大，而本篇論文所採用的密 度基礎群聚法與適應臨界值法的實驗結果較好，單一臨界值法與直方圖法較差。
而在這個實驗中使用十二張重建影像來進行重建，實驗結果如下，重建影像的 PSNR 32.32055 32.44431 32.01378 32.44938
表4.14 重建影像角度。 PSNR 28.57556 28.73290 28.11793 28.87308
表4.16 鑑定影像角度。
表4.17 投影誤差。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 7.7808 6.7464 6.4551
適應臨界值法 7.4994 6.2872 5.4039
直方圖法 7.8773 7.0977 6.7642
密度基礎群聚法 7.1069 5.6862 4.8074
圖4.13 投影誤差曲線。
表4.18 時間(秒)。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 123.3 671.3 2120.8
適應臨界值法 134.7 718.6 2197.9
直方圖法 203.9 794.3 2465.4
密度基礎群聚法 251.8 876.4 2506.3
圖4.14 時間曲線。
第四個實驗對象為水晶材質，如圖 4.15(a)所示，單一臨界值法、適應臨界值 法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖 4.15(b)-4.15(e) 所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖4.15 狗模型。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重建
結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
這個實驗對象主要特色是有鏤空的結構，選擇鏤空部位來比較，如圖 4.16(a) 所示，圖 4.16(b)為鏤空部位放大，而單一臨界值法、適應臨界值法、直方圖法與 本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.16(c)-4.16(f)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) 圖4.16 狗模型鏤空部位。(a) 原圖；(b) 鏤空部位放大; (c) 單一臨界值法重建結
果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群聚法重建 結果。
此外，這個實驗對象還有凹陷的部位，凹陷的部位在舌頭與臉之間，如圖4.17(a) 所示，圖 4.17(b)為凹陷部位放大，而單一臨界值法、適應臨界值法、直方圖法與 本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.17(c)-4.17(f)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) 圖4.17 狗模型凹陷部位。(a) 原圖；(b) 凹陷部位放大; (c) 單一臨界值法重建結
果；(d) 適應臨界值法重建結果；(e) 直方圖法重建結果；(f) 密度基礎群聚法重建 結果。
由圖4.16 與圖 4.17 中可以看出，本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結 PSNR 29.89799 30.38442 29.49787 30.82052
表4.20 重建影像角度。 PSNR 26.89814 27.23512 26.63218 27.51520
表4.22 鑑定影像角度。
表4.23 投影誤差。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 31.1598 26.9024 23.1229
適應臨界值法 30.5064 23.3805 18.2219
直方圖法 32.5930 30.2035 28.8543
密度基礎群聚法 28.3141 19.5708 15.4479
圖4.18 投影誤差曲線。
表4.24 時間(秒)。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 82.9 465.4 1428.2
適應臨界值法 92.3 482.3 1450.7
直方圖法 111.6 512.8 1532.0
密度基礎群聚法 136.1 552.4 1627.0
圖4.19 時間曲線。
第五個實驗對象也為水晶材質，如圖 4.20(a)所示，單一臨界值法、適應臨界 值法、直方圖法與本篇論文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.20(b)-4.20(e) 所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖4.20 魚模型。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重建
結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
這個實驗對象的主要特色是表面光澤變化大，且有雕刻的表面紋理，雕刻的 表面紋理在模型的正面，為凹陷的結構，如圖 4.21(a)所示，而模型原圖的其它角 度如圖4.21(b)-4.21(l)所示。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
(i) (j)
(k) (l) 圖 4.21 魚模型原圖。(a) 角度 0 度；(b) 角度 30 度；(c) 角度 60 度；(d) 角度
90 度；(e) 角度 120 度；(f) 角度 150 度；(g) 角度 180 度；(h) 角度 210 度；(i) 角 度240 度；(j) 角度 270 度；(k) 角度 300 度；(l) 角度 330 度。
由於這個實驗對象的材質為半透明的水晶，且有凹陷雕刻的表面紋理，對模型重
建造成一定影響，選擇可以明顯看出各方法差異的影像來比較，為角度 180 度時 的影像，如圖 4.22(a)所示，而單一臨界值法、適應臨界值法、直方圖法與本篇論 文所採用的密度基礎群聚法的實驗結果如圖4.22(b)-4.22(e)所示。
(a)
(b) (c)
(d) (e) 圖4.22 魚模型反面。(a) 原圖；(b) 單一臨界值法重建結果；(c) 適應臨界值法重
建結果；(d) 直方圖法重建結果；(e) 密度基礎群聚法重建結果。
由圖 4.22 中可以看出，本篇論文所採用的密度基礎群聚法與適應臨界值法的 PSNR 27.48483 28.45487 27.07186 28.88160
表4.26 重建影像角度。 PSNR 25.7947 26.2147 25.5587 26.5153
表4.28 鑑定影像角度。
表4.29 投影誤差。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 35.9111 32.6525 31.2344
適應臨界值法 35.4387 27.8270 22.6132
直方圖法 38.0343 35.0954 33.7425
密度基礎群聚法 34.8568 25.5548 19.8687
圖4.23 投影誤差曲線。
表4.30 時間(秒)。
Voxel dimensions
1403 2803 4203
單一臨界值法 88.4 463.4 1424.8
適應臨界值法 102.7 495.1 1481.2
直方圖法 109.7 551.6 1587.1
密度基礎群聚法 125.6 589.8 1711.3
圖4.24 時間曲線。