论文部分内容阅读
近年来,随着虚拟现实、CAD、多媒体娱乐等相关应用产业的发展,越来越多的三维模型被创建和使用,而互联网技术的飞速发展和广泛普及也极大地促进了多媒体信息的共享和交流。关于三维模型的研究话题,已经由如何创建和表达三维模型,逐步转向如何从庞大的多媒体数据库中检索出需要的模型。因此,开发出一个高效实用的三维模型检索系统势在必行。而三维模型检索的核心问题之一便是模型的特征提取。由于三维模型相比传统多媒体数据如图像,声音等而言,具有更为复杂的结构和属性,它既有一般的拓扑结构描述和空间几何信息,也有诸如颜色,纹理,法向量等表面属性。这样,对模型特征的准确描述和提取也更为困难。在当前的研究成果中,众多研究人员从多个角度提出了各种不同的模型特征提取方法,但目前尚无成熟实用的检索系统出现。
模型特征提取方法也是本文的研究重点。本文在总结国内外已有研究成果基础上,对三维模型特征提取方法进行了研究,着重研究了基于形状相似的投影图特征提取方法和基于对称特性的特征提取方法,通过理论分析和实验结果论证提取方法的可行性和有效性,本文的研究成果和主要贡献可以概括为如下几点:
>在目前的基于形状相似的特征提取方法基础上,对该方法的流程进行了改进,结合模型坐标规范化和投影图Fourier描述符和Zernike矩描述符特征提取,也在特征库匹配和检索阶段对特征数据采取了优化措施,提高了模型检索的准确度和效率。
>本文提出了一种描述模型对称性的特征提取方法。方法目的在于检测三维模型不同部位不同规模显著或非显著的对称特性。利用物体对称特性在几何变换上表现出来的稳定性,通过随机采样点对,微分特征筛选,对称空间变换以及变换空间聚类等技术,将模型上的对称特征量化,并将其作为模型的特征描述,在模型特征数据库中进行匹配和检索。
>为了验证本文提出的模型特征方法的有效性,本文实验搭建了一个三维模型特征提取算法检验平台和一个模型特征数据库,以便科学合理地评估特征提取方法的准确性和效率。该数据库中大约包含10000个模型,涵盖了目前网络上出现的大部分模型类别。研究人员可以使用该平台对各种不同的特征提取方法做一个统一的评估。