[发明专利]基于反馈的混合特征的三维模型检索方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，特别是基于内容的三维模型检索方法的研究和应用领域。可应用于各类型三维实体模型的检索、工业产品的模型设计、虚拟现实、3D游戏、多媒体教学、影视动画、模拟仿真、分子生物学和三维地理信息系统等领域中广泛应用。

背景技术

三维模型检索的思想起源于三维模型识别、三维模型匹配以及基于内容的图像检索。基于内容的三维模型检索首先从模型数据中自动计算并提取三维模型的特征，建立三维模型的多维信息索引，然后在多维特征空间中计算待查询模型与目标模型之间的相似程度，实现对三维模型数据库的浏览和检索。其核心是提取一组特征来表示三维模型，然后通过比较其特征值来实现模型检索，这也是目前最主流的方法。

与图像等二维多媒体数据相比，三维模型的内容信息更加丰富，既包含几何属性(顶点坐标、法向矢量、拓扑结构等)数据，也有表面属性(颜色、透明度、纹理、材质等)数据，正因为模型几何属性和表面属性的多样性和复杂性，抽取其特征成为本领域技术难点，因此基于内容的三维模型的准确检索也成为领域难题。同时，提取特征方法的多样性以及各种方法都具有各自的优劣性，采用单一特征很难保证检索系统对于任意模型都有很好的检索准确率。集成不同的形状特征可以使它们优势互补，能够更好地描述三维模型特征。因此采用混合特征是提高检索准确率的另一种有效方法。

目前的最新研究成果参见表1所示，第1个专利是基于二维草图的三维模型检索，而不是基于三维模型本身的内容，无形中对检索条件进行了更严格的控制，也即，二维草图是进行模型检索的先决条件，但往往模型的二维草图很难获得；第二个专利是一个提供了检索功能的系统，但其检索方法和本发明的完全不同；第三个专利是基于某一种信息的检索方法，但本发明的方法是基于各种提取方法提取的特征的混合信息的一种检索方法。

表1现有技术中关于三维模型检索的专利

  序号  申请号  专利名称  1  200610114097.4  基于二维草图的三维模型检索方法  2  200810000155.X  三维模型检索系统  3  200710195061.8  基于中轴点集分层螺旋信息的三维模型检索方法

分析已有的三维模型检索平台可知，其本质是对三维模型进行特征提取，然后与系统中的模型特征进行匹配从而实现检索过程。就整个检索过程来说，都是自动完成的，在检索过程中不需要人的参与。但从目前我们的研究结果来看，在这种自动处理的系统中，往往不能给用户一个比较满意的检索结果。分析其原因应该是来自于三维模型特征与模型语义之间存在的差别所造成的，可能存在两个低层特征较为相似的模型，其高层语义完全不同，这种高层语义和低层特征之间的差异会导致系统检索性能的下降。相关反馈技术是帮助三维模型检索系统提高检索性能的重要手段。在一次成功的检索后使用相关反馈技术对某些参数进行调整和优化，可进一步提高检索的精确度。另外，每一种形状特征都只是从某一方面描述了三维模型的特点，采用单一特征很难得到很理想的检索准确率。所以本发明正好弥补了这两项不足，集成多种特征用于三维模型检索，同时，根据用户反馈得到不同形状特征的最优组合参数。

发明内容