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基于MRG骨架树的三维模型检索方法

作　者: 张黎娜
导　师: 韩丽
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多分辨率Reeb图(MRG) 骨架树结构拓扑特征形状特征模型检索
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

随着计算机技术的发展和三维模型的广泛使用,怎样从大量的三维模型库中快捷高效地检索出人们想得到的三维模型这已经是一个需要尽快解决的重要科研课题。基于关键词的三维模型检索方法是早期的一种技术,这种技术已经发展了相当长一段时间。目前出现了一种新技术是居于内容的模型检索技术,这种技术有自身的有点,它克服传统模型检索技术的不足,利用三维模型的各方面特征建立索引来实现检索,基于内容的模型检索技术更加客观和高效。基于关键词的三维模型检索技术存在着难以克服的缺陷,工作人员在为三维模型添加关键词时存在着较大的主观性。基于内容的模型检索技术能够利用模型本身具备的各种信息特征。基于内容的模型检索技术克服了基于关键词检索技术在模型对表现力上的不足,是模型检索技术中的重要研究内容。根据多分辨率Reeb图(MRG)的原理,本文使用了一种基于关节特征约束的骨架优化算法来提取三维模型骨架。该方法是通过分析模型网格顶点的离散高斯曲率,获取模型表面上双曲极值点,这些双曲极值点能够表现模型表面的凹凸情况。用这种方法提取模型骨架,增加了关节特性点,优化了MRG骨架。在对已有的三维模型检索技术系统研究的基础上,本文提出两种基于MRG骨架树的三维模型检索方法。首先根据多分辨率Reeb图(MRG)的原理,提取反映模型拓扑特征的Reeb图骨架并且映射成树形结构,分析节点的拓扑属性。然后针对拓扑属性在形状特征上的表达能力不足,在节点相应区域提取几何特征描绘局部的形状特征。最终,我们有效的结合了模型的拓扑特征和形状特征计算模型的相似度。该方法突出了模型的整体拓扑特征和形状特征。实验结果证明该方法的高效性和鲁棒性。本文提出的两种方法根据多分辨率Reeb图(MRG)的原理提取出三维模型的骨架并且映射成树形结构。根据树形结构的拓扑关系将骨架节点的孩子节点的个数作为骨架节点的拓扑特征。一种MRG骨架树的三维模型检索方法提取了模型表面节点的离散高斯曲率,将标准化之后的和作为骨架节点的几何特征。融合局部形状特征的MRG骨架树三维检索方法进一步提取模型的几何特征,用局部区域面积与整个模型的比例描述模型该局部的重要程度,并且通过计算模型局部区域的曲率方差来评估这个局部区域表面的凹凸特征。实验结果表明本方法不仅有效地突出了模型的拓扑分支和表面的细节,而且提高了模型骨架提取的精度和效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-10
1 绪论  10-15
  1.1 图形学的研究内容  10-11
  1.2 三维模型检索的研究背景  11-12
  1.3 各种方法分类及优势与缺陷  12-14
  1.4 本章小结  14-15
2 三维模型骨架提取  15-23
  2.1 Reeb 图和多分辨率Reeb 图  15-17
  2.2 MRG 的优点与缺陷  17-18
  2.3 离散高斯曲率与骨架提取  18-21
  2.4 本章小结  21-23
3 一种MRG 骨架树的三维模型检索方法  23-31
  3.1 骨架树建立  23-24
  3.2 提取模型的拓扑特征和几何特征  24-26
    3.2.1 骨架节点的拓扑特征T_f 与局部突起特征G_f  24
    3.2.2 计算骨架节点的拓扑特征T_f  24-25
    3.2.3 计算骨架节点的几何特征G_f  25-26
  3.3 计算模型整体相似性算法描述  26-27
  3.4 实验结果及分析  27-30
  3.5 本章小结  30-31
4 融合局部形状特征的MRG 骨架树三维检索方法  31-38
  4.1 骨架树的建立  31-32
  4.2 提取三维模型表面的形状突起特征  32-33
    4.2.1 计算骨架节点的拓扑特征T_f  32
    4.2.2 计算骨架节点的几何形状特征G_f  32-33
  4.3 计算模型整体相似性算法描述  33-34
  4.4 实验结果及分析  34-36
  4.5 本章小结  36-38
结论  38-39
参考文献  39-41
攻读硕士期间论文发表情况  41-42
致谢  42

基于MRG骨架树的三维模型检索方法

内容摘要

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