[發(fā)明專利]一種基于半邊結(jié)構(gòu)的模型網(wǎng)格補(bǔ)全的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910336735.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN110097642B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;楊曉春;龔正茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20;G06N3/084;G06N3/0499
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

1.一種基于半邊結(jié)構(gòu)的模型網(wǎng)格補(bǔ)全的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：獲取原始的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，若網(wǎng)格數(shù)據(jù)不是使用半邊結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的，則遍歷網(wǎng)格數(shù)據(jù)的每條邊，將其拆分成半邊，轉(zhuǎn)化為半邊結(jié)構(gòu)；

步驟2：孔洞檢測；利用半邊結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行孔洞檢測，得到孔洞集合Hs＝{L₁、L₂、…、Lc}；

步驟3：孔洞補(bǔ)全；在半邊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使用三角形生長方法將步驟2中得到的集合Hs中的孔洞全部填充；

步驟3.1：計(jì)算集合Hs內(nèi)孔洞Lc中的所有邊界頂點(diǎn)相鄰的邊界邊在孔洞之內(nèi)的角度；

步驟3.2：找到孔洞Lc中夾角最小的兩條邊界邊，然后連接這兩條邊界邊的非公共點(diǎn)，形成填充三角形，原始的孔洞被填充形成一個(gè)新的小的孔洞；

步驟3.3：重復(fù)步驟3.2，直到完成對(duì)孔洞Lc填充；

步驟3.4：將c自加1后重復(fù)步驟3.2至步驟3.2，直至將集合Hs中的所有孔洞都填充完畢；

步驟4：孔洞補(bǔ)全優(yōu)化；將步驟3中填充完畢的集合Hs優(yōu)化網(wǎng)格頂點(diǎn)的位置，將網(wǎng)格頂點(diǎn)的位置優(yōu)化之后，使用徑向基函數(shù)對(duì)隱式曲面進(jìn)行優(yōu)化，最終得到補(bǔ)全孔洞后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)；優(yōu)化的條件為：

其中d_k為頂點(diǎn)v_k的1環(huán)鄰域頂點(diǎn)數(shù)，N₁(v_k)為頂點(diǎn)v_k的1環(huán)鄰域頂點(diǎn)集合，v_j為頂點(diǎn)v_k的第j個(gè)1環(huán)鄰域頂點(diǎn)；

將網(wǎng)格頂點(diǎn)的位置優(yōu)化之后，使用徑向基函數(shù)對(duì)隱式曲面進(jìn)行優(yōu)化；徑向基函數(shù)為僅依賴于離控制點(diǎn)c距離的函數(shù)，表示為：h(x,c)＝h(||x-c||)，距離為歐式距離或范數(shù)距離或馬氏距離，其中，h代表神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)激活函數(shù)，x代表網(wǎng)格頂點(diǎn)；

徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)三層BP網(wǎng)絡(luò)，將其表示為τ個(gè)基函數(shù)的線性組合，其中τ為正整數(shù)：

其中f(*)表示平滑函數(shù)，為網(wǎng)格數(shù)據(jù)的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過在網(wǎng)格頂點(diǎn)上均勻采樣得到，為所有的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，λ_k為網(wǎng)絡(luò)中的系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于半邊結(jié)構(gòu)的模型網(wǎng)格補(bǔ)全的方法，其特征在于：所述步驟2包括如下具體步驟：

步驟2.1：檢測出所有的邊界邊并存儲(chǔ)；遍歷網(wǎng)格數(shù)據(jù)中所有的半邊結(jié)構(gòu)，判斷三角面片的每條邊是否都屬于兩個(gè)三角形，若屬于兩個(gè)三角形，則為內(nèi)邊；若屬于一個(gè)三角行，那么該邊屬于邊界邊，記錄所有的邊界邊，記為S＝{E₁,E₂,E₃…E_m}；

步驟2.2：在邊界邊集合S中任意選取一條邊界邊記作E_start，E_start作為起始的邊界邊，并從集合S刪除E_start，尋找與E_start相鄰的邊界邊E_i，將符合條件的邊界邊E_i儲(chǔ)存到集合H中，在原邊界邊集合S中刪除邊界邊E_i；所述應(yīng)符合的條件為：將邊界邊_Estart起點(diǎn)和終點(diǎn)分別定義為e_start和e_start，若集合中存在邊界邊E_i，將E_i起點(diǎn)和終點(diǎn)分別定義為s_i和e_i，使得e_start＝s_i，那么邊界邊E_start和E_i是相鄰的邊界邊；

步驟2.3：將邊界邊E_i作為起始的邊界邊尋找與E_i相鄰的邊界邊，重復(fù)步驟2.2，直到找到最后一條符合條件的邊界邊記作E_end，將E_end起點(diǎn)和終點(diǎn)分別定義為s_end和e_end，若滿足e_end＝s_start，則表示找到了首尾相連的邊界邊集合，即找到了孔洞，將集合H存儲(chǔ)到集合Hs中記作孔洞Lc，其中c＝{1,2，3，…}，并清空集合H；若不滿足條件，則清空集合H；

步驟2.4：重復(fù)步驟2.2至步驟2.3，到邊界邊集合S為空集，則視為找到所有的孔洞。