[發(fā)明專利]一種基于譜幾何處理的三維網(wǎng)格模型風(fēng)格化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111199342.7
• 申請(qǐng)日: 2021-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113947674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳中貴;張俊婕;曹娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T19/20
• 分類號(hào): G06T19/20
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森;戴深峻

1.一種基于譜幾何處理的三維網(wǎng)格模型風(fēng)格化方法，其特征在于利用信號(hào)的低頻分量和高頻分量在三維空間域的含義，設(shè)計(jì)三維網(wǎng)格模型風(fēng)格化方法，包括基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法和基于空間濾波的風(fēng)格化方法。

2.如權(quán)利要求1所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于包括以下步驟：

1)輸入原模型，計(jì)算模型的MHB；

2)在頻域中，對(duì)模型進(jìn)行濾波；

3)輸出風(fēng)格化結(jié)果。

3.如權(quán)利要求2所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于在步驟1)中，所述計(jì)算模型的MHB的具體方法為：在曲面上，拉普拉斯算子Δ的特征值λ_k和特征向量H^k滿足-ΔH^k＝λ_kH^k，而離散拉普拉斯矩陣不是對(duì)稱矩陣，引入有限元法，建立有限元方程，求解特征值和特征向量，所得函數(shù)基具有正交性，作為類傅里葉函數(shù)的函數(shù)基，有限元方程的解為MHB；原模型被表示成MHB的分量的線性組合，MHB的系數(shù)為模型在頻域中的坐標(biāo)；根據(jù)MHB，得到模型從三維空間域轉(zhuǎn)換到頻域的流形調(diào)和變換，以及從頻域轉(zhuǎn)換到三維空間域的逆流形調(diào)和變換。

4.如權(quán)利要求2所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于在步驟2)中，所述對(duì)模型進(jìn)行濾波，是通過(guò)濾波函數(shù)對(duì)MHB的低頻分量進(jìn)行放大，以增強(qiáng)模型的大尺度信息，同時(shí)放大高頻分量，以避免大尺度信息的增強(qiáng)對(duì)細(xì)節(jié)的影響。

5.如權(quán)利要求4所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于所述濾波函數(shù)是余弦函數(shù)，濾波函數(shù)改變MHB的系數(shù)，即模型在頻域的坐標(biāo)，通過(guò)逆流形調(diào)和變換，模型從頻域轉(zhuǎn)換到三維空間域，由于MHB的分量得到增強(qiáng)，模型體積增加、變得圓胖。

6.如權(quán)利要求2所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于在步驟3)中，所述輸出風(fēng)格化結(jié)果的具體步驟為：確定濾波后的頂點(diǎn)坐標(biāo)和原模型的頂點(diǎn)間的連接關(guān)系，輸出濾波后的網(wǎng)格模型。

7.如權(quán)利要求2所述基于頻域?yàn)V波的風(fēng)格化方法，其特征在于包括以下步驟：

1)網(wǎng)格的輸入：輸入網(wǎng)格模型，三角網(wǎng)格或四面體網(wǎng)格都可以作為輸入，進(jìn)行步驟3)空間濾波；若三角網(wǎng)格沒(méi)有自相交現(xiàn)象，轉(zhuǎn)步驟2)，先進(jìn)行四面體剖分，再在四面體網(wǎng)格上實(shí)現(xiàn)步驟3)空間濾波；

2)四面體剖分：基于Delaunay三角化，實(shí)現(xiàn)三角網(wǎng)格的四面體化，生成四面體網(wǎng)格；

3)空間濾波：計(jì)算網(wǎng)格模型在拉普拉斯光順前后的坐標(biāo)差值，給差值信息乘以特征增強(qiáng)參數(shù)，并增加到原模型的頂點(diǎn)坐標(biāo)上；

4)去噪：若模型經(jīng)過(guò)空間濾波后出現(xiàn)較大的噪聲，則對(duì)模型進(jìn)行3～5次拉普拉斯光順，實(shí)現(xiàn)模型去噪；

5)網(wǎng)格的輸出。