【技术实现步骤摘要】
基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法
:本专利技术属于计算机图形学领域,尤其涉及了一种基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法。
技术介绍
:随着3D扫描与建模技术的发展,三维模型在日常生活中的应用也越来越普及,并逐渐成为各领域工作者设计图形方案的首选形式。因此,设计有效的检索系统帮助用户从大型三维模型数据库中找到所需的三维模型已经成为计算机图形学领域中的研究热点。检索三维模型最常用方法是基于实例的方法,用户提供现有三维模型作为查询输入,检索系统可以从数据库中返回类似的三维模型。然而考虑到普通用户未必拥有适当的三维模型,所以另一种方法是使用二维手绘草图作为查询输入,用户可以通过快速绘制二维草图来描述目标三维模型。但是,二维手绘草图仅仅是粗滤且简单的表示,仅包含原始三维模型的部分信息。因此,实现基于二维手绘草图的检索比基于实例的检索更具有挑战性。基于手绘草图检索三维模型的方法总体上可分为两类:基于草图重建的三维模型检索方法和基于草图匹配三维模型投影视图的检索方法。现有常见的三维模型重建方法,需要使用几何学的知识来重建三维模型或者直接绘制三维模型草图,检索方法效率不高,且复杂模型的检索效果不够理想。因此,本专利技术采用基于草图匹配三维模型投影视图的检索方法。基于草图匹配三维模型投影视图的检索方法主要存在三个问题。1.手绘草图噪声太多的问题。2.三维模型投影为二维视图的问题。3.视图的有效特征描述符的提取问题。针对上述问题,本专利技术采用固定投影的方式获取三维模型特征,并根据最佳特征选取最优视图集。采用判断曲率值等方法 ...
【技术保护点】
1.基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法,包括以下几个步骤。/n步骤1:使用固定投影方法对三维模型进行投影,将多个虚拟摄像机投影呈现的62张图像作为视图集,并采取特征最显著的24张视图作为最优视图集。/n步骤2:本专利技术对草图进行降噪处理,包括删除冗余笔画和闭合检查等。/n步骤3:对二维视图进行特征提取,特征描述符包括全局视图特征和形状区域特征,全局视图特征包含Zernike矩和傅里叶描述符,形状区域特征包括二维形状分布,该特征描述符本专利技术中称之为集成描述子。/n步骤4:在检索模型时,以二维草图作为输入,经过降噪处理,利用集成描述子提取草图特征,提取待查询数据库中三维模型对应的特征,计算草图与三维模型对应特征的欧式距离。最终将相似度最高的8个模型作为检索结果输出到检索列表。/n
【技术特征摘要】
1.基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法,包括以下几个步骤。
步骤1:使用固定投影方法对三维模型进行投影,将多个虚拟摄像机投影呈现的62张图像作为视图集,并采取特征最显著的24张视图作为最优视图集。
步骤2:本发明对草图进行降噪处理,包括删除冗余笔画和闭合检查等。
步骤3:对二维视图进行特征提取,特征描述符包括全局视图特征和形状区域特征,全局视图特征包含Zernike矩和傅里叶描述符,形状区域特征包括二维形状分布,该特征描述符本发明中称之为集成描述子。
步骤4:在检索模型时,以二维草图作为输入,经过降噪处理,利用集成描述子提取草图特征,提取待查询数据库中三维模型对应的特征,计算草图与三维模型对应特征的欧式距离。最终将相似度最高的8个模型作为检索结果输出到检索列表。
2.根据权利要求1所述的基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法,其特征在于,所述步骤1的具体步骤为。
步骤1-1对数据库中的每个三维模型进行处理。模型的中心设置在三维坐标系的中心,将虚拟摄像机放在该模型上方。
步骤1-2将模型以每步30度,在经度和纬度方向上旋转360度,生成62张视图。
步骤1-3在62张视图上,使用轮廓长度作为测量二维视图所包含信息量的指标。选取其中轮廓长度最长的24张视图作为最优视图集。
3.根据权利要求1所述的基于手绘草图集成描述子的三维模型检索方法,其特征在于,所述步骤2的具体步骤为。
步骤2-1采用判断曲率值的方法消除冗余笔画,笔画L采样后可表示为L={pi|0<=i<n}。假定一个曲率值记录绘制笔画的首部和尾部。计算L的最小外包矩阵的对角线长度length,计算笔画中曲率最大的点。若该点的曲率大于0.8,并且到达首部或者尾部的长度小于length*0.1,则从这个点开始删除直到首部或者尾部。
步骤2-2在用户绘制一个封闭曲线时,可能会造成起点与终点交叉或者分离的情况。闭合曲线上任意采样点的偏移角度累加和是2π,如果大于2π,则出现交叉情况,如果小于2π,则出现分离情况。若是交叉情况,则记录交叉点,删除交叉点到两端点的冗余线段。若是分离情况,则计算两端点的中间结点,将中间结点...
【专利技术属性】
技术研发人员:高雪瑶,伊明,张春祥,
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学,
类型:发明
国别省市:黑龙;23
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