基于形狀切片和特征融合的三維模型檢索方法研究.pdf

1、隨著信息時代和網(wǎng)絡(luò)資源共享的迅猛發(fā)展，三維網(wǎng)格模型已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于人們的日常工作、生活以及科研等不同領(lǐng)域，如現(xiàn)代工業(yè)、影視動漫、3D 游戲產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)學，建筑行業(yè)以及考古等。為了使用戶能夠從三維模型數(shù)據(jù)庫中快速準確地檢索到所需模型，研究者們對三維網(wǎng)格模型檢索技術(shù)進行了深入研究。
　　基于關(guān)鍵字的檢索需要事先用人工的方式對模型庫中所有模型進行標注，對模型的描述不夠充分和準確，已經(jīng)不能滿足用戶的需求。基于模型內(nèi)容的檢索不需要人工干預(yù)

2、，可以自動根據(jù)模型的形狀特征，提取其空間結(jié)構(gòu)、紋理以及材質(zhì)等基本信息，生成模型唯一的特征描述符，進行模型檢索。基于模型內(nèi)容的三維模型檢索技術(shù)關(guān)鍵是對模型形狀特征提取算法的研究。
　　本文對現(xiàn)有的三維模型檢索系統(tǒng)進行了介紹，對模型特征提取算法進行歸納總結(jié)，提出一種改進的基于主平面切片的三維模型檢索方法，并給出了一種新的基于多特征融合的檢索方法。本文研究工作主要是以下幾個方面：
　　1.介紹了三維網(wǎng)格模型檢索技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，其中

3、涵蓋現(xiàn)有檢索平臺框架的構(gòu)成、模型預(yù)處理技術(shù)?？偨Y(jié)了現(xiàn)有的模型描述特征的提取方法，主要有基于統(tǒng)計分布的方法、基于圖像的方法、基于函數(shù)變換的方法、基于拓撲結(jié)構(gòu)的方法、基于切片的方法以及基于多特征融合的方法，并分析總結(jié)了這些方法的優(yōu)缺點。
　　2.提出了一種改進的基于正交主平面切片的三維網(wǎng)格模型檢索方法。針對現(xiàn)有切片技術(shù)計算量大，選取的特征裁截平面代表性不強的缺陷，本文首先將待查詢的三維模型進行標準化預(yù)處理，使模型具有縮放不變性和平移不

4、變性。其次在模型正交主平面的三個方向上進行多次切割，獲得裁截平面模型的輪廓點圖像，根據(jù)裁截平面輪廓點的統(tǒng)計分布特征和輪廓面積特征，計算模型的特征描述向量。最后根據(jù)該向量間距離的大小進行三維網(wǎng)格模型檢索。實驗表明該算法的檢索結(jié)果是合理的，其查全率和查準率相對已有切片算法均有所提高。
　　3.提出了一種基于多特征融合的三維模型檢索方法。將三維網(wǎng)格模型表面面積分布的全局特征和模型平均曲率的局部特征進行融合。首先利用射線采樣的方法，對模型