[發明專利]一種保留特征的三維Mesh模型去噪方法有效
| 申請號： | 202011452296.2 | 申請日： | 2020-12-10 |
| 公開（公告）號： | CN112529803B | 公開（公告）日： | 2022-05-13 |
| 發明（設計）人： | 劉亞文;邱偉;彭哲;郭丙軒 | 申請（專利權）人： | 深圳市數字城市工程研究中心;武漢大學 |
| 主分類號： | G06T5/00 | 分類號： | G06T5/00;G06T15/00 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 王琪 |
| 地址： | 518034 廣東省深*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 保留 特征 三維 mesh 模型 方法 | ||
1.一種保留特征的三維Mesh模型去噪方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1，首先為所有興趣三角面選擇引導patch，并計算興趣三角面的引導法向量；
步驟1中為興趣三角面選擇引導patch時，計算所有待選patch的相似性函數值具有(1)式形式，其目的是盡可能選擇內部三角面法向量最一致，且內部所有三角面法向量與興趣三角面法向量差異累計最小的patch；
其中為興趣三角面fi的第m個patch的三角面集合，是編號為m的patch中任意兩三角面法向量的最大差異，其具有(2)式形式：
nj、nk為任意兩三角面的法向量，為第m個patch中邊兩側三角面法向量差異的相對度量，其具有(3)式形式：
Em表示編號為m的patch中的邊集合，表示邊ej兩側三角面fj1、fj2法向量的差異，其值越小，兩相鄰三角面法線越接近；ε是防止分母為0的極小項，表示編號為m的patch內部三角面法線與興趣三角面法線的累計差異，其具有(4)式形式：
其中ni為興趣三角面的法向量，nj為當前patch中三角面fj的法向量，表示兩三角面質心的距離權重，ci、cj分別為三角面fi、fj的質心，σc為常數，三角面距離興趣三角面越近，權重越大；使用的目的是在選擇patch時，考慮patch中整體法向量與興趣三角面法向量的累計差異，選擇差異盡量小、局部結構更接近興趣三角面的patch；
步驟2，利用聯合雙邊濾波方法過濾所有興趣三角面的法向量；
步驟3，對所有頂點分類，得到非特征點、特征邊點和特征角點；
步驟4，增強弱特征點、剔除偽特征點；
步驟5，更新非特征頂點，對非特征區域去噪，獲得頂點的優化法向量；
步驟6，聚類興趣特征點的支持鄰域點集，并擬合聚類點集對應的支持平面；
步驟7，基于鄰居三角面法向量的約束項和支持平面約束項更新特征點，對特征區域去噪。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于：步驟1中，在選定某一個patch后，利用雙權函數減小patch中與興趣三角面法向量相差較大的法向量的權重，并以面積為權重加權平均計算興趣三角面的引導法向量，使用雙權函數的目的是，在估計角位置三角面的法向量時，避免位于角位置的三角面的引導法向量被錯誤估計，盡量保留角特征；引導法向量的計算具有(5)式形式
其中Aj為中三角面fj的面積，Tij為雙權函數，其具有(6)式形式：
其中ρ為法向量夾角閾值，當前三角面的法向量與興趣三角面的法向量夾角在角度閾值ρ內時，Tij取1，否則取0.1。
3.如權利要求2所述方法，其特征在于：步驟2中計算三角面過濾后的法向量時，利用聯合雙邊濾波方法，其具有(7)式形式：
其中是興趣三角面fi第t+1次的過濾法向量，t＝0,1,2…n，n為法向量過濾次數，gj是三角面fj的引導法向量，cj是三角面fj的質心坐標，Aj是三角面fj的面積，是三角面fi的鄰居三角面集合，nj(t)是鄰居三角面第t次的過濾法向量，t＝0時其為原始法向量；核函數Ks和Kr具有式(8)的形式：
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