[發明專利]一種曲面模型創建方法及裝置

在審

• 申請號: 201410301820.4
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105336004A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 王愷
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

技術領域

本發明實施例涉及圖形處理技術領域，尤其涉及一種曲面模型創建方法及裝置。

背景技術

曲面建模在計算機圖形學和計算機輔助設計等很多領域有很廣泛的應用，例如增強現實中基于隔空手勢的3D模型創建，基于醫學數據的3D模型重建，地形重建等。這個問題的輸入是一系列的平面封閉曲線，它們由用戶手動輸入，或從掃描的2D切片中提取，輸出是插值輸入曲線的光滑曲面。

隨著相關技術的發展和交互式應用的普及，基于截面線的動態曲面創建正成為人們新的需求。動態曲面創建是指隨著一系列動態輸入的截面線，輸出應為一系列的曲面，每個曲面應當插值當前輸入的截面線。動態曲面創建可以隨著輸入數據的變化給用戶以實時的反饋，使用戶更好的了解當前的創建結果，并為下一步的數據輸入提供參考。例如在基于超聲數據的3D醫學模型創建中，當醫生使用手持設備(例如超聲掃描儀)對病人的身體進行掃描時，利用動態曲面創建技術便可獲得實時創建的3D器官模型，醫生可根據實時創建結果調整掃描的位置和方向，以獲得感興趣的器官的完整模型創建結果。

目前已有的動態曲面創建的解決方案，通常需要依賴每個區域內的中軸平面集，即根據當前輸入的所有截面線所在的平面將3D空間劃分成若干區域，計算每個區域的中軸平面集，將區域的每個面上的截面線投影到該區域的中軸平面集上，將截面線與中軸平面集上的投影相連，構成一個幾何體，接著提取所有幾何體的表面并拼接在一起，形成該區域的子曲面，將所有區域的子曲面連接起來，構成最終的曲面模型。

上述方法的創建結果很大程度上依賴于每個區域的中軸平面集的計算，在動態重建的過程中，由于新的截面線的輸入或使分割的區域的形狀發生變化，而分割的區域的形狀發生變化會導致中軸平面集也發生很大變化，從而引起動態重建結果變化的不自然和不可預測，且當分割的區域的形狀比較復雜時，計算出的中軸平面的形狀也會比較復雜，從而會導致創建結果中含有一些局部拓撲噪聲，降低了重建曲面的拓撲質量。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種曲面模型創建方法及裝置，能夠避免局部拓撲噪聲，從而提高了曲面模型的拓撲質量。

本發明實施例第一方面提供了一種曲面模型創建方法，包括：

獲取已輸入的目標物件的截面線；

利用所述已輸入的目標物件的截面線所在的平面對三維空間進行區域劃分；

根據每個區域的形狀及每個區域包含的截面線生成位于每個區域內的幾何體，所述幾何體的表面插值有每個區域包含的截面線，提取位于每個區域內的幾何體的表面以生成位于每個區域內的子曲面，所述子曲面插值有該區域包含的截面線；

拼接所述子曲面得到所述目標物件的曲面模型。

結合本發明實施例的第一方面，在本發明實施例第一方面的第一種實施方式，所述利用所述已輸入的目標物件的截面線所在的平面對三維空間進行區域劃分之后，所述方法還包括確定每個區域的類型，以對同一類型的區域采用同一處理方法進行處理，所述確定每個區域的類型具體為：

若構成某一個區域的所有面中，有兩個或兩個以上的面包含所述截面線，則確定所述區域為主體區域；

若構成某一個區域的所有面中，只有一個面包含所述截面線，則確定所述區域為邊緣區域；

若構成某一個區域的所有面中，沒有任何面包含所述截面線，則確定所述區域為空置區域。

結合本發明實施例第一方面的第一種實施方式，在本發明實施例第一方面的第二種實施方式，所述對同一類型的區域采用同一處理方法進行處理包括：

對于所述主體區域，選取所述主體區域中任意一個包含截面線的平面，以所述平面內的截面線圍成的區域為底面，沿與所述底面垂直的方向平移所述底面生成頂面與所述底面形狀相同的幾何體，所述幾何體的表面插值有所述截面線，所述幾何體的高度h_p＝δ*h_ij，其中δ∈(0,1)，h_ij為所述截面線的中心與以所述截面線的中心為起點，以垂直于所述底面的方向發出的射線與構成所述主體區域的其他平面相交的點之間的最短距離；

針對所述主體區域包含的其他截面線，按照上述方法生成插值所述其他截面線的幾何體；

對超出所述主體區域內的幾何體進行處理，以使所有幾何體位于所述主體區域內；

求解位于所述主體區域內的所有幾何體的并集，提取所述并集的表面作為位于所述主體區域內的子曲面，所述子曲面插值有所述主體區域包含的截面線。