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基于小波变换的三维模型特征提取技术的研究与实现

作　者: 王慧玲
导　师: 金喜子
学　校: 东北师范大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 三维模型球面调和变换小波变换特征提取
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 30次
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内容摘要

随着三维模型的各种建模技术的出现,三维模型数量呈现几何级数增长。倘若能够更好地合理地对现有的三维模型进行复用,这将势必会节省大量的物力人力。这就将问题从“如何构建三维模型”转化为“如何查询并复用三维模型”,本文就“如何查询三维模型这个问题”对基于形状的三维模型检索的特征提取技术进行了实现研究。基于形状的三维模型检索的关键问题是快速准确的提取三维模型的特征,国内外许多研究者都在不断地提出和改进特征提取算法。本文在阅读了大量的文献的基础上,针对G.Burel提出的光线投射算法和D.V.Vranic提出的改进的光线投射算法进行了改进。G.Burel的光线投射算法虽然简单,但对于复杂模型只保留射线与模型表面最远交点,就会因丢失大量几何信息而降低了特征提取的准确性。Vranic在G.Burel的基础上提出了多球面光线投射算法,但该算法的稳定性却不强。为此本文提出一种基于小波变换和球面调和的特征提取算法,通过光线与模型表面相交得到切比雪夫采样点,然后用离散小波变换对切比雪夫采样点序列进行多尺度的塔式分解,最后利用球面调和变换的旋转不变性获得旋转不变的特征向量。为了验证算法的可行性,开发了能够进行检索实验的可视化的模型检索系统,本系统实现了三维模型的三角面片和体素方法的显示,对模型进行规范化预处理,并且能够直观的看见各种算法的检索效果,并且使用Precision-Recall(即:查全率—查准率)曲线来综合评价本文提出的算法。通过对各种方法的实验和综合评价,引入小波变换和球面调和后的算法提取的特征值能很好的描述模型的整体几何特征,同时又能很好地描述模型的细节特征,根据模型的形状进行多层次的特征描述,并且在一定程度上对噪声保持稳定。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-12
  1.1 研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 三维模型检索系统和搜索引擎  8-10
    1.2.2 三维模型特征提取概述  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-12
第二章三维模型的预处理及检索性能的评价  12-17
  2.1 三维模型库及模型的表示方法  12
  2.2 三维模型预处理  12-15
  2.3 相似性度量及评价  15-16
    2.3.1 相似性度量  15
    2.3.2 检索性能评价  15-16
  2.4 本章小结  16-17
第三章基于小波变换和球面调和的特征提取算法  17-32
  3.1 理论背景  17-22
    3.1.1 光线投射算法  17-18
    3.1.2 小波变换  18-20
    3.1.3 球面调和分析  20-22
  3.2 Harr 小波光线投射算法  22-25
    3.2.1 小波变换对采样点的处理  22-23
    3.2.2 Harr 小波光线投射算法  23-25
  3.3 实验结果及分析  25-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章三维模型实验引擎系统的设计与实现  32-38
  4.1 系统运行环境及功能框架  32-33
    4.1.1 系统运行环境  32
    4.1.2 功能框架  32-33
  4.2 系统的用户界面和使用方法  33-36
  4.3 系统分析与评价  36
  4.4 本章小结  36-38
第五章总结与展望  38-39
参考文献  39-41
致谢  41-42
在学期间公开发表论文及著作情况  42

基于小波变换的三维模型特征提取技术的研究与实现

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