[發(fā)明專利]基于非均勻投影的三維模型檢索

有效

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• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN110968715B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁博;伊明;湯磊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06F16/53
• 分類號: G06F16/53;G06F16/583;G06V10/764;G06V10/82
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本發(fā)明提出一種基于非均勻投影的三維模型檢索方法，該方法通過描述三維模型表面信息量，刻畫三維模型的不同位置所包含的信息量差異，同時給出基于信息量差異的視圖拍攝方法。對于信息量稀疏的區(qū)域產(chǎn)生少量投影，對于信息量密集的區(qū)域產(chǎn)生較多的投影。采用非均勻的投影方法在保證模型描述精度的前提下，減少冗余信息，然后再利用三維模型提取出全景視圖，將投影視圖與全景圖作為特征視圖集。其次將特征視圖集作為卷積神經(jīng)網(wǎng)(Convolutional Neural Network,CNN)的輸入，提取出視圖集的深度特征并進行降維處理，將處理后的描述符作為模型檢索的特征。最后計算該特征的歐式距離作為檢索結(jié)果。此方法不僅利用全景圖解決了非均勻投影視圖缺少三維模型關(guān)聯(lián)信息的問題，同時還采用非均勻投影視圖解決了全景視圖缺少三維模型完成信息的缺點。并且利用CNN對模型進行先分類再檢索，有效提高了模型的檢索速度與效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機圖形學領(lǐng)域，尤其涉及了一種基于非均勻投影的三維模型檢索方法。

背景技術(shù)

隨著計算機圖形處理能力和三維建模技術(shù)的日益增強，三維模型在工業(yè)設(shè)計、醫(yī)學診斷等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應用，三維模型的數(shù)量也隨之產(chǎn)生了幾何式的增長，海量的數(shù)據(jù)為三維模型檢索技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。

三維模型檢索的前提是有效提取模型的特征描述符，基于投影的特征提取方法采用多個不同視角對模型進行投影，然后提取和匯總各投影的全局圖像特征作為原三維模型的內(nèi)容表征，如何更精確、更全面表示三維模型是一個需要研究的問題。

目前方法的拍攝位置均勻分布在模型周圍，所產(chǎn)生的海量投影數(shù)據(jù)代表性差，因此需要研究合理的拍攝方法去除冗余數(shù)據(jù)，產(chǎn)生少量且具有代表性的二維視圖。本發(fā)明研究描述三維模型表面信息量的方法，刻畫三維模型的不同位置所包含的信息量差異，同時給出基于信息量差異的視圖拍攝方法。對于信息量稀疏的區(qū)域產(chǎn)生少量投影，對于信息量密集的區(qū)域產(chǎn)生較多的投影。采用非均勻的模型投影方法不僅減少了冗余信息，還提高了模型的描述精度，有利于提高三維模型的檢索速度和精度。

本發(fā)明將投影視圖與全景視圖結(jié)合，解決了投影視圖只考慮了所有視圖的特征數(shù)據(jù)，沒考慮到視圖之間的關(guān)聯(lián)信息，全景視圖只考慮了視圖間的關(guān)聯(lián)信息。對模型的特征描述不夠全面等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于非均勻投影的三維模型檢索方法，該方法首先根據(jù)三維模型信息量的復雜程度確定投影視點的位置與個數(shù)，提取出來三維模型的二維視圖集，然后再利用三維模型提取出全景視圖，構(gòu)成特征視圖集。

其次將視圖集作為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，從而提取出視圖集的深度特征并進行降維處理，處理后的整合描述符作為模型檢索的特征。

最后利用計算該特征的歐式距離作為檢索結(jié)果。此方法不僅利用全景圖解決了非均勻投影視圖缺少三維模型關(guān)聯(lián)信息的問題，同時還采用非均勻投影視圖解決了全景視圖缺少三維模型完成信息的缺點,并且利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對模型進行先分類再檢索，有效提高了模型的檢索速度與效率。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)完成上述目的：基于非均勻投影的三維模型檢索，包括以下幾步。

(1)讀取三維模型off格式文件，若三維模型面包片數(shù)大于一萬，則說明此三維模型為復雜模型，信息量密集，此時設(shè)置12個虛擬攝像機對三維模型進行投影，否則說明該三維模型為簡單模型，信息量稀疏，設(shè)置6個虛擬攝像機對三維模型進行投影。