三维网格模型层次化线框提取方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及三维网格模型重建和检索领域，具体涉及一种三维网格模型层次化线框提取方法、装置、设备及介质。本发明专利技术通过解析三维网格模型的中轴变换结果和对其进行逐次简化，实现线框的层次化表达。具体步骤是：首先对原始三维网格模型进行去噪等预处理操作，得到稠密网格；其次对网格模型进行中轴变换，获取中轴点位置和半径序列，并根据重建、检索需要，半径减小的方向逐次进行删减，提取三维网格模型线框结构；最后利用所提取的线框结构进行三维网格模型的重建/检索。本发明专利技术方法简便，计算步骤简洁，线框数据获取效率高，解决了三维网格模型重建精度不高和检索效率低下的问题。重建精度不高和检索效率低下的问题。重建精度不高和检索效率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
三维网格模型层次化线框提取方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及三维网格模型重建和检索领域，特别涉及一种三维网格模型层次化线框提取方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着三维图形技术的快速发展，三维模型在虚拟现实、增强现实和3D打印等领域被广泛应用。线框信息是三维网格模型简洁且有效的表达，在模型检索、三维重建和模型简化等任务中至关重要。线框信息的几何形状简洁、结构简单、易于理解、数据量小，能够在保留模型关键特征同时降低任务复杂度。
[0003]从三维网格模型提取线框的方法包括通过样条曲线逼近三维曲线法、点云插值法和过滤特征曲线生成线框法等。这些线框提取方法较为复杂，需要分析和过滤网格模型的几何特征，步骤繁琐、计算量大且无法生成完整的轮廓信息，效率和效果都无法满足实际应用的需要。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种三维网格模型层次化线框提取方法，以解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种三维网格模型层次化线框提取方法，包括以下步骤：获取输入的三维网格模型；
[0006]生成所述三维网格模型的原始中轴信息序列；
[0007]对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序，将其划分为两组，删除半径长度靠前一定比例的中轴信息序列，剩下的部分作为新的中轴信息；
[0008]利用新的中轴信息序列提取三维网格模型线框结构。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述获取三维网格模型包括：
[0010]对所述三维网格模型进行去噪、细分操作，得到符合要求的没有噪声的稠密网格Ω；
[0011]提取所述稠密网格的中轴信息，作为所述三维网格模型的原始中轴信息序列。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述原始中轴信息序列，表示为MA(Ω)＝{(c,r)}，其中，MA(Ω)为原始中轴信息序列，是由所述三维网格模型的最大内切球球心构成的集合；r为内切球半径；c为中轴点位置。
[0013]于本专利技术的一实施例中，通过下式对生成的所述三维网格模型中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序，将其划分为两组：
[0014][0015]其中，MA1(Ω)为第一组中轴信息序列；MA2(Ω)为第二组中轴信息序列；R
min
为中轴
信息中记录的最小半径，R
α
为按照内切球半径从小到大顺序划分出的半径长度前一定比例的中轴信息序列中记录的最大半径；MA2(Ω)为新的中轴信息。
[0016]于本专利技术的一实施例中，对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序分组后，判断分成的两组所述中轴信息量是否满足预值。所述提取三维网格模型线框结构方法为：首先根据中轴信息连接轮廓端点形成线框面，再从线框面端点筛选出母线端点，将母线端点与其他线框面连接生成模型线框信息。
[0017]于本专利技术的一实施例中，所述三维网格模型层次化线框提取方法还包括：
[0018]利用提取的三维网格模型线框结构进行三维网格模型的重建、检索。
[0019]为实现上述目的本专利技术还提供一种三维网格模型层次化线框提取装置，包括：
[0020]获取输入的三维网格模型模块，用于判断所述三维网格模型是否为稠密网格模型；
[0021]生成三维网格模型的中轴信息序列模块，用于提取所述三维网格模型线框结构；
[0022]对生成的三维网格模型原始中轴信息序列排列、分组模块，按照内切球半径从小到大顺序排序，将其划分为两组，删除半径长度靠前一定比例的中轴信息序列，剩下的部分作为新的中轴信息。
[0023]利用新的中轴信息序列提取三维网格模型线框结构模块，用于所述提取的三维网格线框结构在满足用户实际应用需求时进行检索，不满足时进行重建。
[0024]为实现上述目的本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
[0025]一个或多个处理器；
[0026]存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述三维网格模型层次化线框提取方法。
[0027]为实现上述目的本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述三维网格模型层次化线框提取方法。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术提出的三维网格模型层次化线框提取方法，通过对原始三维网格模型进行去噪、细分等预处理操作将其处理成不含噪声的稠密网格模型，生成三维网格模型的中轴信息，根据当前中轴信息提取三维网格模型线框结构并输出。然后进入循环操作：首先进行中轴删减操作：按照内切球半径大小将中轴信息序列划分为两组，将半径长度前一定比例10％的中轴信息序列划分为第一组，剩下的部分为第二组；将第一组中轴信息删除，第二组作为新的中轴信息。提取并输出新的中轴信息对应的三维网格模型线框结构，若三维网格模型线框结构满足用户实际应用需求，退出循环；否则，返回循环第一步。本专利技术方法简便，计算步骤简洁，线框数据获取效率高，解决了三维网格模型重建精度不高和检索效率低下的问题。
附图说明
[0030]图1为本专利技术方法流程示意图；
[0031]图2为本专利技术的流程图；
[0032]图3为本专利技术应用于模型检索场景示意图；
[0033]图4为本专利技术三维网格模型层次化线框提取装置框图；
[0034]图5示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0035]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0037]本专利技术提出一种三维网格模型层次化线框提取方法，用于三维网格模型重建和检索任务。本专利技术针对传统三维网格模型重建精度不高和检索效率低下的问题，以无噪声的稠密网格模型为输入条件，提取其中轴信息，再根据半径从小到大顺序对中轴信息进行层次化删减，同时根据每一次删减后的中轴信息提取模型线框结构并输出。
[0038]为了让本专利技术方案更好的被理解，以下将结合附图对本专利技术实施中的技术方案进行更进一步地详细说明。需要说明的是，附图是对本专利技术某几个方面的说明，使用了本专利技术的一部分实例，用以方便、明晰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维网格模型层次化线框提取方法,其特征在于，包括以下步骤：获取输入的三维网格模型；生成所述三维网格模型的原始中轴信息序列；对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序分组，删除半径长度靠前一定比例的中轴信息序列，剩下的部分作为新的中轴信息序列；利用新的中轴信息序列提取三维网格模型线框结构。2.根据权利要求1所述的三维网格模型层次化线框提取方法，其特征在于，生成所述三维网格模型的原始中轴信息序列，具体包括：对所述三维网格模型进行去噪、细分操作，以得到符合要求的没有噪声的稠密网格；提取所述稠密网格的中轴信息，作为所述三维网格模型的原始中轴信息序列。3.根据权利要求1所述的三维网格模型层次化线框提取方法，其特征在于，所述原始中轴信息序列，表示为MA(Ω)＝{(c,r)}，其中，MA(Ω)为原始中轴信息序列，是由所述三维网格模型的最大内切球球心构成的集合；r为内切球半径；c为中轴点位置。4.根据权利要求1所述的三维网格模型层次化线框提取方法，其特征在于，通过下式对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序分组：其中，MA1(Ω)为第一组中轴信息序列；MA2(Ω)为第二组中轴信息序列；R
min
为中轴信息中记录的最小半径，R
α
为按照内切球半径从小到大顺序划分出的半径长度前一定比例的中轴信息序列中记录的最大半径；其中MA2(Ω)为新的中轴信息。5.根据权利要求4所述的三维网格模型层次化线框提取方法，其特征在于，对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹力，徐宜科，程翔，刘晓平，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：