[发明专利]三维模型中的整体空间划分方法和设备及图像处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，更具体地，涉及用于确定三维模型中的整体空间划分的方法和设备以及包括该设备的图像处理系统。

背景技术

随着计算机技术、CAD（计算机辅助绘图）技术的发展，三维模型的应用越来越广泛。因此，三维模型技术受到广泛关注，其中模型分割作为一项关键技术，可以应用于进行目标检测、部分匹配等领域。在模型分割过程中，需要正确地判定三维模型中的凹入空间（即，洞）与实体的关系，以防止凹入空间被继续分割，从而保持分割后的模型形状。因此，凹入空间与实体之间的关系的确定对于模型分割是至关重要的。

为此，在现有技术中已提出了一些用于分析凹入空间与实体的关系的技术，例如，通过分析凹入空间与实体落在分割面上的闭合区域之间的相互包含关系进而确定凹入空间与实体的包含关系的技术（例如，参见2009年7月8日向中国知识产权局提交的专利申请CN101944239A号）。然而，现有技术中的这种方法通常计算量较大从而效率较低，并且不能正确地分析与凹入空间没有公共平面的这类实体与该凹入空间之间的包含关系。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图用来确定本发明的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本发明的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。

因此，鉴于上述情形，本发明的目的是提供一种基于所确定的关于三维模型的平面、轮廓等几何信息来分析凹入空间与实体之间的关系的技术，从而在模型分割时将包含凹入空间的实体与该凹入空间划分为一个整体空间，避免了对凹入空间进行进一步分割而无法在分割后保持正确的模型形状。该技术计算量较低且效率较高，并且还能够正确地判定与凹入空间没有公共平面的实体与凹入空间之间的关系，从而进一步提高了模型分割的合理性和正确性。

根据本发明的实施例的第一方面，提供了一种用于确定三维模型中的整体空间划分的方法，该方法包括：第一实体集合识别步骤，对于三维模型中的每个凹入空间，识别三维模型中与该凹入空间具有公共平面且包含该凹入空间的第一实体集合；第二实体集合识别步骤，对于每个凹入空间，识别三维模型中与凹入空间没有公共平面但包含该凹入空间的第二实体集合；以及整体空间确定步骤，将第一实体集合和第二实体集合中的实体与凹入空间确定为整体空间。

根据本发明的优选实施例，第一实体集合识别步骤进一步包括：第一共面实体检测子步骤，对于每个凹入空间，检测三维模型中与该凹入空间具有公共平面的第一共面实体，并将相应公共平面记录为第一公共平面；凸包计算子步骤，对于每个当前第一公共平面，基于与当前第一公共平面对应的当前第一共面实体和凹入空间之间的连接关系，计算当前第一公共平面中与当前第一共面实体和凹入空间相关联的凸包；凸包比较子步骤，将凸包与凹入空间进行比较，以确定凸包与凹入空间是否具有公共点；以及第一实体添加子步骤，如果在凸包比较子步骤中确定凸包与凹入空间没有公共点，则将当前第一共面实体添加到第一实体集合中。

根据本发明的另一优选实施例，第二实体集合识别步骤进一步包括：第二共面实体检测子步骤，从三维模型中除第一实体集合之外的实体中检测与第一实体集合中的各个实体具有公共平面的第二共面实体，并将相应公共平面记录为第二公共平面；交点判断子步骤，对于所检测的每个当前第二共面实体，判断与当前第二共面实体和凹入空间相关联的当前第二公共平面与凹入空间是否存在交点；交点区域确定子步骤，如果在交点判断子步骤中判断存在交点，则确定交点是否在当前第二公共平面中与当前第二共面实体对应的区域内；以及第二实体添加子步骤，如果确定交点在当前第二公共平面中与当前第二共面实体对应的区域内，则将当前第二共面实体添加到第二实体集合中。

根据本发明的另一优选实施例，第一实体集合识别步骤进一步包括：顶点判断子步骤，如果在凸包比较子步骤中确定凸包与凹入空间没有公共点，则判断凹入空间的至少一个顶点是否在当前第一公共平面中与当前第一共面实体对应的区域内，其中，在第一实体添加子步骤中，如果在顶点判断子步骤中判断至少一个顶点在当前第一公共平面中与当前第一共面实体对应的区域内，则将当前第一共面实体添加到第一实体集合中。

根据本发明的另一优选实施例，三维模型以三角形网格来表示。