[發(fā)明專利]一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110301143.2
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN102521869A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小武;趙沁平;劉祎理;郭侃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T15/04
• 分類號(hào): G06T15/04;G06T17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 許玉明;顧煒

1.一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于包含以下步驟：

(1)讀入、存儲(chǔ)與處理三維模型與紋理地圖的信息；

(2)基于紋理信息檢測(cè)與初始化三維模型表面已有的紋理結(jié)構(gòu)線；

(3)在無(wú)先驗(yàn)知識(shí)條件下，利用幾何特征，引導(dǎo)三維模型表面缺失紋理結(jié)構(gòu)線的生成；

(4)在先驗(yàn)知識(shí)的約束下，利用幾何特征，引導(dǎo)三維模型表面缺失紋理結(jié)構(gòu)線的生成；

(5)構(gòu)建表示三維模型表面紋理信息的矩形紋理塊；

(6)利用三維模型的幾何特征，匹配與空洞區(qū)域最相似的矩形紋理塊，并利用該矩形紋理塊填充空洞區(qū)域；

(7)利用矩形紋理塊、紋理地圖及其映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)三維模型表面紋理空洞區(qū)域的紋理映射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(2)所述的基于紋理信息的三維模型表面結(jié)構(gòu)檢測(cè)與初始化包含以下步驟：

(2.1)基于坎尼邊緣檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)紋理地圖的邊緣檢測(cè)；

(2.2)利用三維模型與紋理地圖之間的映射關(guān)系提取三維模型表面紋理空洞區(qū)域周圍已有的紋理結(jié)構(gòu)線；

(2.3)對(duì)已有的紋理結(jié)構(gòu)線上的點(diǎn)進(jìn)行張量投票，獲取已有的紋理結(jié)構(gòu)線上各點(diǎn)的初始張量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(3)所述的無(wú)先驗(yàn)知識(shí)的三維模型表面缺失的紋理結(jié)構(gòu)線生成包含以下步驟：

(3.1)在三維模型表面結(jié)構(gòu)檢測(cè)與初始化基礎(chǔ)之上，利用紋理地圖的掩碼圖像獲取三維模型表面的紋理空洞區(qū)域；

(3.2)根據(jù)三維模型表面已有紋理結(jié)構(gòu)的張量信息，對(duì)空洞區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行稠密張量投票，獲取空洞區(qū)域點(diǎn)的張量信息；

(3.3)在空洞區(qū)域中，迭代地選取顯著性極大值點(diǎn)，并將其加入到缺失的紋理結(jié)構(gòu)線中，生成空洞區(qū)域中缺少的紋理結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(4)所述的基于先驗(yàn)知識(shí)的三維模型表面缺失的紋理結(jié)構(gòu)線生成包含以下步驟：

(4.1)在三維模型表面結(jié)構(gòu)檢測(cè)與初始化基礎(chǔ)之上，提取三維模型表面的脊線；

(4.2)利用先驗(yàn)知識(shí)調(diào)整閾值篩選出適合的脊線；

(4.3)利用先驗(yàn)知識(shí)計(jì)算選定脊線的兩條輔助結(jié)構(gòu)曲線；

(4.4)基于張量投票方法，結(jié)合選定脊線及其兩條輔助結(jié)構(gòu)曲線，對(duì)空洞區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行稠密張量投票，獲取空洞區(qū)域點(diǎn)的張量信息；同時(shí)利用極大值抑制，生成空洞區(qū)域中缺少的紋理結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(5)所述的矩形紋理塊構(gòu)建過程如下：

(5.1)在三維模型表面選取各個(gè)頂點(diǎn)的一鄰域三角面片，構(gòu)建矩形紋理塊的幾何結(jié)構(gòu)；

(5.2)根據(jù)三維模型和紋理地圖之間的映射關(guān)系，將紋理地圖中離散的紋理信息通過三角形之間的仿射變換，填充到矩形紋理塊中的相應(yīng)三角形中，構(gòu)建矩形紋理塊的紋理信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(6)所述的矩形紋理塊的匹配范圍受到紋理結(jié)構(gòu)線的約束，其具體匹配步驟如下：

(6.1)計(jì)算空洞區(qū)域邊界的矩形紋理塊與待選矩形紋理塊的區(qū)域面積之比，得到兩個(gè)矩形紋理塊之間的縮放比例；

(6.2)以10度為間隔，旋轉(zhuǎn)待選矩形紋理塊，并計(jì)算旋轉(zhuǎn)后待選矩形紋理塊與空洞區(qū)域邊界的矩形紋理塊之間的紋理顏色差異；

(6.3)選取具有最小紋理顏色差異的待選矩形紋理塊，并記錄相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度與縮放比例。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幾何特征引導(dǎo)的三維模型表面紋理空洞填補(bǔ)方法，其特征在于：步驟(7)所述的紋理映射過程中：匹配的矩形紋理塊與空洞區(qū)域之間的映射關(guān)系，在矩形紋理塊的匹配過程中已經(jīng)確定；矩形紋理塊和紋理地圖之間的映射關(guān)系，在矩形紋理塊的構(gòu)建過程中已經(jīng)確定。