The full-frequency detail repair method of the geometric model in the present invention is based on adaptive decomposition to maintain the original details of the geometric model, so as to effectively migrate and repair the missing geometric details on the surface of the model, thereby solving the problems of complex boundary alignment process and model distortion. It includes the following steps: (1) in the full-frequency detail decomposition stage of geometric model, the average curvature is used as the input signal of adaptive decomposition of triangular mesh model, which is decomposed to obtain full-frequency geometric details including a set of intrinsic modal functions and signal margins; (2) in the optimal matching stage of patch model; (3) in the transmission of geometric structure information and in the full-frequency of model. In the repair stage, according to the matching results obtained in step (2), step (1) gets the full-frequency geometric detail information, migrates the similarity patch to the target patch, and reconstructs the mesh model for each signal to obtain different geometric detail repair results, so that the model can be edited.
【技术实现步骤摘要】
几何模型全频细节修复方法
本专利技术涉及一种数据驱动的几何模型全频细节修复方法，属于网格模型数据处理与模型修复的
技术介绍
对于文物等高还原度的建模基本是依靠三维扫描来完成，但是扫描的三维模型经常会出现破损面，所以越来越多的针对模型几何细节保持的修复算法被提出。目前主要方法包括有基于体素的、基于纹理合成的、以及基于模板库的方法等。模型修复是一个不适定性的问题，因为多数方法在特定模型情形下，可以获得比较好的修复效果，但并不能保证适用于其他情形。比如针对一些比较小的空洞，能达到很好的修复效果，但是不能很好地修复包含丰富几何细节信息、面积较大的孔洞。近几年来，越来越多的基于相似性度量模型修复方法涌现出来，其核心思想就是定义一个有效的补丁描述子，然后根据该描述子来寻找与孔洞区域最相似的完整区域的补丁，通过复制模型其他区域或者相似模型的补丁来补洞。基于相似性度量的几何细节保持的模型修复方法，主要是通过复制已有区域至孔洞区域，来达到修复的目的，同时也保证了几何细节的修复。但是，正是因为复制粘贴的操作，提高了计算复杂度，降低了时间效率。因为在将相似性区域粘贴至孔洞目标...
【技术保护点】
1.一种几何模型全频细节修复方法，其特征在于：包括有以下实施步骤，步骤(1)几何模型全频细节分解阶段，以平均曲率作为三角网格模型的自适应分解的输入信号，对此信号进行分解，得到包括一组内蕴模态函数和信号余量的全频几何细节信息；步骤(2)补丁模型最优匹配阶段，基于模型破损区域临近结构特征，以不同时间时域内的各向异性热传递关系权重值确定的全频特征进行模型匹配；通过定义模型破损区域临近结构特征相关的统计学信息描述子，将各向异性描述子由顶点描述子延伸到补丁的描述子，有效地查找与目标补丁最匹配的相似性补丁，并保存匹配结果；步骤(3)、几何结构信息传递和模型全频修复阶段，根据步骤(2)得...
【技术特征摘要】
1.一种几何模型全频细节修复方法，其特征在于：包括有以下实施步骤，步骤(1)几何模型全频细节分解阶段，以平均曲率作为三角网格模型的自适应分解的输入信号，对此信号进行分解，得到包括一组内蕴模态函数和信号余量的全频几何细节信息；步骤(2)补丁模型最优匹配阶段，基于模型破损区域临近结构特征，以不同时间时域内的各向异性热传递关系权重值确定的全频特征进行模型匹配；通过定义模型破损区域临近结构特征相关的统计学信息描述子，将各向异性描述子由顶点描述子延伸到补丁的描述子，有效地查找与目标补丁最匹配的相似性补丁，并保存匹配结果；步骤(3)、几何结构信息传递和模型全频修复阶段，根据步骤(2)得到的匹配结果，将步骤(1)得到全频几何细节信息，由相似性补丁迁移至目标补丁；在迁移的过程中，调节不同尺度内蕴模态函数的权重，得到不同的信号；分别针对每个信号进行网格模型的重建，得到不同的几何细节修复结果，从而使模型可编辑。2.根据专利要求1所述的几何模型全频细节修复方法，其特征在于：在所述的步骤(1)中，基于集合经验模态分解(EEMD)对于三角网格模型的自适应分解输入信号进行分解；定义在三角网格模型表面上的函数g：M→R，M表示网格模型，R表示实数集合，其中，fk表示第k个IMFs，k＝1,...,N，N表示内蕴模态函数总数，rN表示对应的信号余量；分解过程如下，首先，极值点的定义，对于函数g，若g(vi)满足：g(vi)≥g(vj)，j∈N(i)或者g(vi)≤g(vj)，j∈N(i)，则称vi为g的极大值点或者极小值点；其次，根据上步中的极值点定义，寻找出极值点，以极值点构造上下包络，包络的求解是用双调和插值计算的，双调和插值是样条插值在三维曲面的扩展，是过最小化三角网格模型所在的潜在流形曲面M上定义的能量函数实现的，∫M(ΔMφ)2dV.对应的拉格朗日方程是其中ΔM是曲面M的Laplace–Beltrami操作子，具体地，对于给定的插值点和相对应的值{(vi,g(vi)),i∈C}，插值函数φ＝(φ(v1),φ(v2),...,φ(vn))能通过求解以下n×n线性系统求得：L2·φ＝0,s.t.,φ(vi)＝g(vi),i∈C,其中，C是插值集合，L是为三角网格模型的n×n拉普拉斯矩阵；最后，迭代筛选过程的收敛标准，计算过(是否删除该字？)上下包络后，通过包络来确定当前的内蕴模态函数；筛选的收敛标准就是判定筛选之后的信号是不是内蕴模态函数；结束过程是看标准方差SD是否小于给定的阈值，标准方差SD是采用两个相邻的筛选结果计算，标准方差SD公式如下，3.根据专利要求1所述的几何模型全频细节修复方法，其特征在于：在所述的步骤(2)中，通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝爱民，李帅，张素梅，郭日俊，李如意，刘俊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学青岛研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37
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