建筑物表面结构对称化的方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑物表面结构对称化的方法。其中，先从一幅现存的建筑表面的图像中提取出相应的结构信息；然后，确定对称区域和对称轴，根据它们，可以从结构布局信息中，提取出已经存在或者潜在的对称结构；接着，通过能量函数和操作算子，来实现布局的对称化；最后，为了增强结果的规则性，将相应的操作单元进行均匀分布，并且沿着垂直和水平方向进行对齐。通过本发明专利技术实施例实现了建筑物表面的对称化。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术实施例涉及建筑设计以及图形学
，尤其是涉及一种建筑物表面结构对称化的方法。

技术介绍

建筑外表面的设计往往在建筑设计中占有极为重要的地位。它的设计直接决定整栋建筑的设计基调。同时，它也是建筑物对外界最直接的呈现，其设计的好坏，往往直接决定了人们对于这栋建筑的直观的影响。许多著名的建筑，正是因为其外表面的设计与周围环境融为一体的同时，能给观者以极大的视觉感染力。建筑设计往往对于设计人员的美感以及经验有着很高的要求。而建筑设计作品中，往往体现着设计师对于周围世界与建筑物交流的把握。通过从建筑外表面图像中提取相应的关系，重新生成相应的建筑图像。而新的图像在保留原有设计风格的同时，可以根据用户的要求，进行扩展，或者加入其它的元素。
对称的建筑比较严肃，突出庄严肃穆感。而且结构的对称符合力学规律。
有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

本专利技术实施例提供一种至少解决上述部分问题的建筑物表面结构对称化的方法。
为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了以下技术方案：
>一种建筑物表面结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑物表面结构对称化的方法，其特征在于，所述方法包括：从所述建筑物表面图像中标注出建筑物中的基本元素；计算建筑布局中水平方向各点的对称性，并通过所述各点的对称性确定所述建筑布局中原有的对称轴；根据所述建筑物的基本元素，确定相应的侧边栏区域、对称区域以及对称轴；定义操作单元和对称，其中，所述操作单元为相互重叠的元素或者单个元素；根据所述对称轴，提取所述建筑布局中的所述操作单元之间的对称对或者潜在的对称对；指定能量函数，以及操作算子，并通过模拟退火算法优化所述能量函数，以对称化所述各操作单元，从而实现建筑物表面结构对称化。

【技术特征摘要】
1.一种建筑物表面结构对称化的方法，其特征在于，所述方法
包括：
从所述建筑物表面图像中标注出建筑物中的基本元素；
计算建筑布局中水平方向各点的对称性，并通过所述各点的对称
性确定所述建筑布局中原有的对称轴；
根据所述建筑物的基本元素，确定相应的侧边栏区域、对称区域
以及对称轴；
定义操作单元和对称，其中，所述操作单元为相互重叠的元素或
者单个元素；
根据所述对称轴，提取所述建筑布局中的所述操作单元之间的对
称对或者潜在的对称对；
指定能量函数，以及操作算子，并通过模拟退火算法优化所述能
量函数，以对称化所述各操作单元，从而实现建筑物表面结构对称化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本元素包
括门窗、阳台、装饰物或门梁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述建
筑布局中原有的对称轴具体包括：
将所述建筑布局水平方向对称值最大的位置确定为所述原有的
对称轴。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定相应的
侧边栏区域包括：
根据以下公式计算所述侧边栏区域：
y＝ybh＝yt-yb其中，xa为原有对称轴位置；x1,xr,yt,yb分别为所述建筑布局中
基本元素的边界框的左、右、下、上的坐标；x、y为所述侧边栏的
左上角坐标；w、h为所述侧边栏的宽度和长度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定对称区
域包括：
通过在所述建筑布局的一侧补齐或添加所述侧边栏后得到所述
对称区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述对
称轴包括：
将经过所述对称区域中心点的轴线作为所述对称轴。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义所述对
称包括：
将两个同标签的基本元素(或操作单元)，按其对称轴镜像后重
叠的区域不小于80％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述建
筑布局中的所述操作单元之间的对称对或者潜在的对称对包括：
将所述操作单元之间的对称性作为匹配度，并利用稳定匹配算法，
来得到所述操作单元之间的对称对或者潜在的对称对。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量函数的
代价项包括不对称性、标签类别改变、标签数量改变、面积占比改变
以及相对位置的改变。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作算子的
特征包括移动、交换位置的选择、删除不对称单元、添加不对称单元、
添加已删除单元以及删除对称单元对。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改进的边界
维诺图的代价函数包括水平最邻近对间的平方距离、左右边界与最邻
近单元间的平方距离之和。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述能量函数定义为：
C(x)＝ws·fs+wc·fc+wlnc·flnc+wlcba·flcba+wrp·frp其中，ws，wc，wlncwlcba，wrp分别为不对称性、标签类别改变、
标签数量改变、面积占比改变以及相对位置的改变的权重。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述不对称性的
代价定义为：
f s = Σ i ∈ S a s y m t A i Σ i ∈ S t A i ]]>其中，fs表示不对称性的代价；i为元素序号，其取正整数；Ai为
第i个元素的面积；分别为不对称的元素索引和所有元素的
索引。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述标签类别改
变的代价定义为：
f c = Σ i ∈ S L o δ ( N i o - N i t ) N L a s y m o ]]> δ ( x ) = 0 , x = 0 1 , x ≠ 0 ]]>其中，fc表示标签类别改变的代价；为原始建筑布局中的标
签集；为原始、最终生成的建筑布局中的相应的标签的数目；
i为标签序号，其取正整数；为不对称元素对应的标签集。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述标签数量改
变的代价定义为：
f ln c = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海勇，严冬明，董未名，南亮亮，吴富章，郭建伟，张晓鹏，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11