[發明專利]一種基于變換空間的三維建筑模型結構發現方法

有效

• 申請號: 201410291259.6
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104063896A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 文艷;張巖;孫正興;劉孜成
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種模型結構分析方法，屬于計算機圖像處理和計算機圖形學技術領域，具體說是一種基于變換空間的三維建筑模型結構發現方法。

背景技術

我們周圍到處可見各種建筑物，不難發現各建筑物中都會存在或多或少的規則結構，如某個區域內會存在相同結構的窗戶，或者門等構造單元。而我們很多情況下正是靠這些重復的構造單元來識別相關建筑的設計風格。因此若能使用某些特定方法來檢測出建筑模型中所包含的重復結構，將對我們認識和理解已有的建筑模型提供極大的幫助。最常見的建筑模型結構單元檢測方法多采用手動交互方式進行構造單元的提取，如文獻1Merrell P.,Manocha D.Model synthesis:a general procedural modeling algorithm.IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics,2011,17(6):715-728.和文獻2Lin J.-J.,Cohen-Or D.,Zhang H.,Liang C.,Sharf A.,Deussen O.,ChenB.Q.Structure-preserving retargeting of irregular3d architecture.ACM Transactions on Graphics,2011,30(6):183.等介紹的。但該類方法耗時費力，需要用戶對待分析模型有深入的了解才能獲得完整的構造單元。隨著技術的發展，近年來研究人員借助模型中所包含的對稱、平移、旋轉等幾何變換特性，采用半交互或自動的方式實現了建筑模型構造單元的檢測。

從幾何變換角度出發進行模型結構分析的研究過程中，主要分為三個階段：最開始其應用主要出現在圖形中，如文獻3Liu Y.,Collins R.,Tsin Y.A computational model for periodic pattern perception based on frieze and wallpaper groups.IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence,2004,26(3):354-371.和文獻4Tuytelaars T.,Turina A.,Gool L.V.Non-combinatorial detection of regular repetitions under perspective skew.IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence,2003,25(4):418-432.等介紹的。想要直接將上述圖像結構分析方法應用到三維模型的結構分析中是比較困難的。因此，接著在不斷的研究過程中通過借鑒圖像結構分析思想，也出現了許多可以完成針對三維模型的結構分析的方法，如文獻5Mitra N.J.,Guinbas L.J.,Pauly M.2006.Partial and approximate symmetry detection for3d geometry.ACM Transactions onGraphics,25(3):560-568.和文獻6Pauly M.,Mitra N.J.,Wallner J.,Pottmann H.,Guibas L.J.Discovering structural regularity in3d geometry.ACM Transactions on Graphics,2008,27(3):43:1-43:11.等介紹的。上述方法的重點均是重復模式檢測，且它們都是以一種平面的角度來看待模型結構關系的。近年來，人們想到要用更復雜的構造單元組織關系來表達更豐富的模型，從而出現了層次結構分析方法，如文獻7Wang Y.,Xu K.,Li J.,Zhang H.,Shamir A.,Liu L.,Cheng Z.,Xiong Y.Symmetry hierarchy of man-made objects.Computer Graphics Forum(Eurographics),2011,30(2):287–296.和文獻8Zhang H.,Xu K.,Jiang W.,Lin J.-J.,Cohen-Or D.,Chen B.-Q.Layered analysis of irregular facades via symmetry maximization.ACM Trans.Graph.2013,32(4):121:1-121:13.等介紹的。通過在結構分析過程中提出一個“層次”的概念，即不再以平面的角度看待一個模型面，而將其看成是由多個層次構成的，該類方法實現了對普通結構檢測方法無法理解的不規則結構的解讀。