[發明專利]三角網格數據的擬合優化的方法及其系統

無效

• 申請號: 201210163433.X
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102737407A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 葉建平;張吉帥;郭李云;熊彪
• 申請（專利權）人: 深圳市旭東數字醫學影像技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 黃韌敏

1.一種三角網格數據的擬合優化的方法，其特征在于，所述方法包括：

A、根據在原三維模型上選擇的三維模型區域的形狀特征擬合形函數；

B、根據所述形函數生成優化的擬合三角網格；

C、將所述擬合三角網格拼接回所述原三維模型的三角網格中。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟A之前包括：

D、選擇所述原三維模型上需要進行擬合優化的三維模型區域。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括：

A1、分別獲取所述原三維模型的三角網格中的每個三角形的第一頂點數組、第一三角形數組以及第一相鄰關系數組；

A2、構建第二頂點數組、第二三角形數組以及第二相鄰關系數組，以表示所述選擇的三維模型區域的三角網格；

A3、標記所述選擇的三維模型區域的三角網格的第二三角形數組中的邊界邊，將所述第二三角形數組中共享頂點的邊界邊連接，構成不同的集合，并提取所有所述集合中最大的首尾相連的集合作為所述選擇的三維模型區域的外邊界；

A4、提取所述外邊界邊上的所有頂點坐標，并采用移動最小二乘法擬合出一個平面，根據平面法向量與世界坐標系任一坐標軸方向的夾角計算映射矩陣；

A5、將所述選擇的三維模型區域的第二頂點數組乘以所述映射矩陣，并投影到所述平面，由所述外邊界開始在對應的方向以特定步長向內采樣，得到樣本點矩陣；

A6、使用移動最小二乘法計算形函數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟A1包括：

A12、使用線性浮點型數組保存所述原三維模型的三角網格中的每個三角形的頂點坐標，獲得所述三角網格的第一頂點數組；

A13、使用線性整數型數組保存所述原三維模型的三角網格的頂點索引，獲得所述三角網格的第一三角形數組；

A14、使用二維整型數組保存所述原三維模型的三角網格中的每個三角形的頂點所屬的三角形索引，獲得所述三角網格的第一相鄰關系數組。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟A2包括：

A21、在所述選擇的三維模型區域內的三角網格中任取一個三角形作為種子三角形；

A22、根據所述原三維模型的三角網格的相鄰關系，以所述種子三角形為起始作閾值連通搜索，獲得所述選擇的三維模型區域的第二頂點數組、第二三角形數組，以及第二相鄰關系數組；

A23、將所述選擇的三維模型區域的第二頂點數組、第二三角形數組以及第二相鄰關系數組寫入所述選擇的三維模型區域的三角網格的相應的數組中，并且在所述原三維模型的三角網格中將所述種子三角形標記為應刪除狀態；

在所述步驟A5中，所述向內采樣的特定步長為一個限定的浮點數值；或者為與所述選擇的三維模型區域相關的自適應浮點數值。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括：

B1、構建第三頂點數組、第三三角形數組和第三相鄰關系數組，以表示擬合獲得的擬合三角網格；

B2、按照所述特定步長提取所述選擇的三維模型區域的對應坐標的值，并根據所述形函數計算世界坐標系中的另一值，獲得擬合點矩陣的坐標；

B3、將所述擬合點矩陣作為三角化算法的輸入，跟蹤所述外界邊的頂點順序，并將外邊界作為所述三角化算法的邊界約束；

B4、使用所述三角化算法計算所述擬合三角網格的拓撲結構，并將所述拓撲結構寫入所述第三三角形數組中。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步驟A4中，若所述任一坐標方向為Z軸，則在所述步驟A5中所述對應的方向為X、Y方向；在所述步驟B2中，提供的所述對應坐標的值為提取X、Y方向的值，所述形函數計算世界坐標系中的另一值為Z方向的值；或者

在所述步驟A4中，若所述任一坐標方向為X軸，則在所述步驟A5中所述對應的方向為Z、Y方向；在所述步驟B2中，提供的所述對應坐標的值為提取Z、Y方向的值，所述形函數計算世界坐標系中的另一值為X方向的值；或者

在所述步驟A4中，若所述任一坐標方向為Y軸，則在所述步驟A5中所述對應的方向為X、Z方向；在所述步驟B2中，提供的所述對應坐標的值為提取X、Z方向的值，所述形函數計算世界坐標系中的另一值為Y方向的值。