一种改进的尺度无关的热核特征处理方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的尺度无关的热核特征处理方法包括步骤，对于模型上的每一个点x，用时间t＝α

An improved scale independent thermonuclear feature processing method

The present invention discloses an improved scale independent thermonuclear feature processing method including steps for each point on the model x, with time t = Alpha.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的尺度无关的热核特征处理方法
本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种改进的尺度无关的热核特征处理方法。
技术介绍
随着计算机技术的发展以及计算机硬件技术的提高，三维模型的获取技术迅速发展。三维模型不仅在数量上有了飞跃性地增长，而且三维模型的应用越来越广泛。主要的应用领域包括工业产品设计、虚拟现实、三维游戏、建筑物设计、影视动画、医学诊断和分子生物研究等等各个方面。正是由于三维模型应用需求的快速增长,越来越多的三维模型库应运而生,如工业实体模型库、三维游戏模型库、建筑模型库、交通工具模型库和蛋白质分子模型库等等。很多行业都大量使用三维模型，由于创建逼真度较髙的三维模型需要耗费大量的时间和精力。有时候只需要对已有的三维模型进行局部修改就能使用，通过统计显示，85％以上的新产品是在原产品的基础上进行更新修改。对这些海量模型信息进行有效管理是十分重要，以方便检索、查询与重复利用。因此三维模型快速识别与检索成为了急需解决的问题，本专利技术提供了一种改进的尺度无关的热核特征处理方法，为三维模型的快速识别与检索提供了便利。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种改进的尺度无关的热核特征处理方法，包括步骤：S100)对于模型上的每一个点x，用时间t＝ατ去取样热特征，离散函数如式(1)所示：hτ＝h(x,ατ)(1)S200)模型的缩放比例β会转换成时移s＝2logαβ和振幅缩放β2，如式(2)所示：h′τ＝β2hτ+s(2)；S300)h取对数形式，然后求离散形式的导数来消除常数β2，如式(3)所示：其中，即S400)对进行离散时间的傅里叶变换，如式(4)所示：H′(ω)＝H(ω)e2πωs(4)其中，H和H′分别是和的傅里叶变换，ω∈[0,2π]；S500)通过取模来消除e2πωs，即|H′(ω)|＝|H(ω)|，得到改进后的热核特征，记为NSI-HKS(x)。优选的，所述特征函数NSI-HKS(x)中对τ的选取为τ∈[τmin,τmax]，取NSI-HKS(x)的第二到第六个低频分量的幅值作为局部特征进行采样。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种改进的尺度无关的热核特征处理方法，利用热核特征，进行尺度变换不变性改进，然后在数据样本的选取上进行改进，提高了识别与检索的效率和准确率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1所示为一种改进的尺度无关的热核特征处理方法的流程图；图2所示为提取三维模型的与尺寸无关的热核特征的流程图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。图1所示为本专利技术所公开的一种改进的尺度无关的热核特征处理方法的流程图，根据本专利技术的一个方法实施例，一种改进的尺度无关的热核特征处理方法的步骤包括：S100)对于模型上的每一个点x，用时间t＝ατ去取样热特征，离散函数如式(1)所示：hτ＝h(x,ατ)(1)S200)模型的缩放比例β会转换成时移s＝2logαβ和振幅缩放β2，如式(2)所示：h′τ＝β2hτ+s(2)；S300)h取对数形式，然后求离散形式的导数来消除常数β2，如式(3)所示：其中，即S400)对进行离散时间的傅里叶变换，如式(4)所示：H′(ω)＝H(ω)e2πωs(4)其中，H和H′分别是和的傅里叶变换，ω∈[0,2π]；S500)通过取模来消除e2πωs，即|H′(ω)|＝|H(ω)|，得到改进后的热核特征，记为NSI-HKS(x)。图2所示为提取三维模型的与尺寸无关的热核特征的流程图，根据本专利技术的一个实施例，步骤包括：S110)根据公式计算Laplace-beltrami算子ΔX＝A-1W，其中A与W分别为面积归一化矩阵和余弦权重矩阵；S120)特征分解Laplace-beltrami算子，得到λi是φi分别为第i个特征值和特征向量。根据本专利技术的一个实施例，下面进一步说明热核特征，对于一个紧凑的黎曼流体(可能带有边界)M，则M上的热量扩散过程取决于热方程式(5)：其中ΔM是M上的Laplace-beltrami算子。如果M为有界的黎曼流体，还要求u满足狄利克雷边界条件，即对于所有的时间t里，流体M上的所有点x，都要满足u(x,t)＝0。给定一个初始的热分布f:M→R，令Ht(f)表示在t时刻流体M的热量分布，因此Ht(f)对于所有的时间t都满足热方程式(6)，并且：其中，Ht是热算子。Ht和ΔM都是定义在流体M上的实函数算子，因此很容易证明这两个算子满足关系由于这两个算子共享同一个特征函数，如果λ是ΔM其中一个特征值，那么e-λt是Ht其中一个特征值。对于任意的黎曼流体M，存在一个函数kt(x,y):R+×M×M→R使得：其中，dy是y∈M的卷积形式。满足式(7)的最小值kt(x,t)是热核，可以看作在给定的时间t里热量从点x传导到点y的热量值。也就是说kt(x,·)＝Ht(δx)，其中δx是δ(狄拉克)函数，即满足任意z≠x有δx(z)＝0和对于紧凑的流体M，热核有如下的特征分解：热核也可以理解为黎曼流体M上的布朗运动的转移密度函数，这意味着对于黎曼流体M的任意波莱尔子集t时刻由点x开始的布朗运动的转移概率为布朗运动是黎曼流体M最基本的连续时间的马尔科夫过程，这很好的解释了热核中含有模型的丰富的特征信息。由于布朗运动的转移概率不仅与两点之间的最短路径有关，还与t时刻所有可能的路径的加权平均有关，所以热核包含的信息要多于两点之间最短距离所包含的信息。热核包含大量的多余信息，这是因为热扩散过程取决于热方程式(1)，这就意味着空间域的特征方程会随时间变化。为了克服以上困难，Sun等提出了热核特征(HKS)，将热核的空间域的信息全部抛弃。对于黎曼流体M上的一个点x，定义热核特征为一个时间域上的函数HKS(x)：其中λi和φi(x)为该形状的Laplace-Beltrami算子的第i个特征值和特征函数。根据本专利技术的另一个实施例，大部分的信号信息都包含在傅里叶变换后的低频部分，所以通过对|H(ω)|低频进行采样来建立一个简洁的局部描述子，因此取第二至第六个低频分量的幅值作为局部特征。根据本专利技术的另一个实施例，时间参数的不同选择会影响不同尺度模型的特征，为了让时间参数能更好的适应不同尺度的模型，根据半包围球半径的中值来确定时间参数，即τmin＝floor(lbtmin)，τmax＝ceil(lbtmax)，当τ>lbtmax时，HKS将不再发生变化，而且对于尺度不同的模型，tmax不同，模型的尺度越大，tmax越大。尽管本专利技术的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的尺度无关的热核特征处理方法，其特征在于，包括步骤：S100)对于模型上的每一个点x，用时间t＝α

【技术特征摘要】
1.一种改进的尺度无关的热核特征处理方法，其特征在于，包括步骤：S100)对于模型上的每一个点x，用时间t＝ατ去取样热特征，离散函数如式(1)所示：hτ＝h(x,ατ)(1)S200)将模型的缩放比例β转换成时移s＝2logαβ和振幅缩放β2，如式(2)所示：h′τ＝β2hτ+s(2)；S300)将h取对数形式，然后求离散形式的导数来消除常数β2，如式(3)所示：其中，即

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡智，钱杰昌，周燕，袁常青，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44