适用于互联网搜索的三维文件格式转换方法及搜索引擎技术

一种适用于互联网搜索的三维文件格式转换方法，步骤包括：１）接收三维模型文件；２）判断三维模型文件格式，根据文件格式不同选择相应的处理模块进行转换；３）相应的文件送入对应处理模块进行处理，经转换模块转换成统一格式的文件；４）对转换得到文件，提取基本特征，并存入统一格式的文件的基本特征表；５）最终得到所述统一格式的文件。一种基于上述转换方法的三维搜索引擎，步骤包括：１）建立基于统一格式文件的索引，得到包含特征数据和相应的统一格式文件的格式索引文件的数据库；２）提交查询关键字或查询特征；３）根据用户提交的关键字或查询特征，提取供检索搜索的特征数据；４）比对用户提交的关键字或查询特征与所述数据库中的特征数据比对，得到查询结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机图形图像
，结合三维图像分析处理技术，涉及多个应 用领域中的各种三维文件格式及数据搜索。在三维图像处理
中，提出了在搜索引擎索引建立阶段便将各应用领域的 三维格式文件格式转换为统一格式后再入库，可应用于各应用行业如学术研究、工业设计、 有限元分析、3D动画设计等的三维模型数据搜索。
技术介绍
互联网的多媒体显示技术已经发展了数十年，从简单的文字显示到图片、声音预 览再到视频预览，人们更多的上网时间用在了浏览器上。随着浏览器的扩展性支持，开发式 接口的提供，flash动画、视频以及各行业的应用插件程序使得浏览器的功能更加丰富。随 着互联网技术的发展，三维图像走进人们的日常生活，三维游戏、3D电影等。其实，三维模型 在科研、工业和医学以及商业活动中早已得到广泛应用。同时，随着互联网共享资源海量增长，互联网搜索引擎已经成为人们获取网络资 源必不可少的工具，能快速而准确的搜索到用户想要的信息已成为各种商业化搜索引擎的 主要衡量标准。然而，虽然目前的互联网搜索技术在图片、文本等二维信息检索方面已经相当成 熟，但对三维资源的搜索却还在发展阶段。这是因为多数三维文件格式(stl，vrml等)主 要是为可视化而设计，文件内仅包含对象的几何、表面等可视化特征，并没有专门包含适合 自动匹配的文本标识信息。虽然可以像AutoCAD文件格式那样给模型加入一些文字信息， 但这种方法往往带有主观因素，并不适合模型检索的标准化过程。由于没有成熟的搜索引 擎为支撑，在庞大的数据库里查找所需三维模型非常困难。因此，研究三维模型搜索技术， 帮助用户快速准确地获取符合设计意图的三维模型，实现资源重用，成为当前研究的热点。
技术实现思路
为了实现在互联网快速准确的搜索三维模型数据，并在浏览器上快速浏览、观察 三维模型，本专利技术提出了一种适用于互联网搜索三维文件格式转换系统，以及一种新的基 于该格式转换系统的三维搜索引擎，具体技术方案如下—种适用于互联网搜索的三维文件格式转换方法，步骤包括1)接收三维模型文件；2)判断三维模型文件格式，根据文件格式不同选择相应的处理模块进行转换；3)相应的文件送入对应处理模块进行处理；同时进行参数设定，该参数控制转换 统一格式的文件时的细节丢弃程度；所述处理模块有多种，分别对应各种三维模型文件；对于每个处理模块，包括读取 模块和转换模块，读取模块读取文件后，经转换模块转换成统一格式的文件；各个处理模块采用统一接口 ；4)对转换得到文件，提取基本特征，并存入统一格式的文件的基本特征表；5)最终得到所述统一格式的文件。所述统一格式的文件是sta文件，所述处理模块是sta系统；sta文件中包含基本特征表，sta系统在转换过程中便提取三维模型的基本特征数 据，存放在基本特征表里；搜索引擎选择采纳该特征数据表，或基于sta文件提取其他特征；原始三维文件转换为sta文件，转换后会损失大量细节，但保留了三维模型的主 要特征，该主要特征包括模型的结构、模块划分，轮廓；sta系统文件读取和转换部分采用统一接口，当出现需兼容的新的三维文件格式 时，只需在文件读取和转换部分加入相应的扩展模块；只要新加入转换模块符合sta系统 接口，系统即可立即支持新的三维文件格式；sta文件的格式遵守W3C中制定的标准。所述步骤幻中，参数越大，图像特征数据损失越多，转换后的sta文件体积越小；这里将该参数称为转换比参数，取值1到100之间。当转换比取值为1时，转换后 的sta文件保留原始文件的几乎所有细节，只是进行了格式转换，sta文件体积达到最大， 此时提取到的特征数据失真最小，能提取到原图像几乎所有特征，如骨架特征、几何特征 等；取值为100时，sta文件保留的细节量最小，转换失真达到最大，相应文件体积也达到最 小，此时提取到的特征数据失真也达到最大，只能提取到基本的特征数据，如统计特征等。所述步骤幻中，当出现需兼容的新的三维文件格式时，处理模块中加入相应的读 取模块/转换模块，并设置读取模块/转换模块符合sta系统接口，即可支持新的三维文件 格式转换。所述步骤4)中，提取特征时，采用统一的接口调用特征提取算法模块；当有更优 化算法时，则遵循系统接口加入新的算法模块，即可立即应用新的特征提取算法。现在常用的三维特征提取算法有PCA算法，PCA算法对三维模型坐标进行标准化， 计算其标准化的坐标框架，然后在此标准化坐标系内提取相应的特征。提取的参数类型通 常有统计特征、骨架特征、几何学特征等。所述步骤幻中，处理模块包括stl读取模块/stl转换模块、ply读取模块/ply转 换模块、vrml读取模块/Vrml转换模块或其他文件读取模块/其他文件转换模块。其中，读取模块根据文件格式打开相应文件，提取图形数据，如Stl文件由若干三 角形组成，则stl读取模块提取到文件中所有三角图形，然后送入转换模块。转换模块对提 取到的图形数据进行重组和转换，如stl文件转换模块对提取模块提取到的所有三角形进 行拼接和分割，将整个图形重新划分为若干sta文件的图形单元，最后保存为sta文件。—种基于上述适用于互联网搜索的三维文件格式转换方法的三维搜索引擎，步骤 包括1)建立基于统一格式文件的索引，得到包含特征数据和相应的统一格式文件的格 式索引文件的数据库；2)提交查询关键字或查询特征；3)根据用户提交的关键字或查询特征，提取供检索搜索的特征数据；4)比对用户提交的关键字或查询特征与所述数据库中的特征数据比对，得到查询结果。所述步骤1)中，采用上述方法进行格式转换，得到统一格式文件的格式索引文 件；在统一格式文件的格式索引文件基础上，基于索引文件提取特征数据，然后将提取到的 特征数据和统一格式文件的格式索引文件一起存入数据库。所述统一格式文件是Sta文件。附图说明图1是现有技术中互联网搜索引擎工作流程示意图；图2是基于Sta的索引建立流程示意图；图3是Sta系统框架示意图；图4是基于Sta的三维搜索引擎框架示意图。具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本技术方案作进一步说明。1提出三维搜索新架构1.1三维搜索引擎结构互联网搜索引擎的流程通常可以包括搜集信息、整理信息、接受查询、用户输入 查询条件、检索数据库、在浏览器呈现搜索结果(如图1)。1. 2三维搜索引擎发展中的问题本文的专利技术将直接影响整理信息和呈现结果两个步骤。搜索引擎整理信息的过程称为“建立索引”。搜索引擎不仅要保存搜集起来的信 息，还要将它们按照一定的规则进行编排。这样，搜索引擎便无需重新翻查它所有保存的信 息而能迅速找到所要的资料。对于图片或文本信息，搜索引擎大多基于文本的关键词建立 索引，如图片的摘要信息，文件名，文本内容等。而一个三维模型文件携带的信息量很大，且 多数三维模型文件内容里不带文本标注，因此难以提取到文本作为关键词索引，而仅从文 件名或摘要信息来提取关键词，无法很好的描述三维模型内携带的大量信息，为搜索带来 困难。因此，当前人们研究的热点集中于从三维模型中提取特征值，并基于三维特征值进行 检索。然而，要使得目前的特征提取算法从研究变为实际应用，必须克服以下问题1从目前多种多样的三维文件中提取到统一的特征数据相当困难。2三维模型数据量通常很大，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于互联网搜索的三维文件格式转换方法，其特征是步骤包括：１）接收三维模型文件；２）判断三维模型文件格式，根据文件格式不同选择相应的处理模块进行转换；３）相应的文件送入对应处理模块进行处理；同时进行参数设定，该参数控制转换统一格式的文件时的细节丢弃程度；所述处理模块有多种，分别对应各种三维模型文件；对于每个处理模块，包括读取模块和转换模块，读取模块读取文件后，经转换模块转换成统一格式的文件；各个处理模块采用统一接口；４）对转换得到文件，提取基本特征，并存入统一格式的文件的基本特征表；５）最终得到所述统一格式的文件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏飞，张丛喆，王宇，刘强，
申请(专利权)人：张丛喆，王宇，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]