[发明专利]基于非均匀投影的三维模型检索

说明书

本发明提出一种基于非均匀投影的三维模型检索方法，该方法通过描述三维模型表面信息量，刻画三维模型的不同位置所包含的信息量差异，同时给出基于信息量差异的视图拍摄方法。对于信息量稀疏的区域产生少量投影，对于信息量密集的区域产生较多的投影。采用非均匀的投影方法在保证模型描述精度的前提下，减少冗余信息，然后再利用三维模型提取出全景视图，将投影视图与全景图作为特征视图集。其次将特征视图集作为卷积神经网(Convolutional Neural Network,CNN)的输入，提取出视图集的深度特征并进行降维处理，将处理后的描述符作为模型检索的特征。最后计算该特征的欧式距离作为检索结果。此方法不仅利用全景图解决了非均匀投影视图缺少三维模型关联信息的问题，同时还采用非均匀投影视图解决了全景视图缺少三维模型完成信息的缺点。并且利用CNN对模型进行先分类再检索，有效提高了模型的检索速度与效率。

技术领域

本发明属于计算机图形学领域，尤其涉及了一种基于非均匀投影的三维模型检索方法。

背景技术

随着计算机图形处理能力和三维建模技术的日益增强，三维模型在工业设计、医学诊断等诸多领域得到了广泛应用，三维模型的数量也随之产生了几何式的增长，海量的数据为三维模型检索技术的发展带来了新的机遇与挑战。

三维模型检索的前提是有效提取模型的特征描述符，基于投影的特征提取方法采用多个不同视角对模型进行投影，然后提取和汇总各投影的全局图像特征作为原三维模型的内容表征，如何更精确、更全面表示三维模型是一个需要研究的问题。

目前方法的拍摄位置均匀分布在模型周围，所产生的海量投影数据代表性差，因此需要研究合理的拍摄方法去除冗余数据，产生少量且具有代表性的二维视图。本发明研究描述三维模型表面信息量的方法，刻画三维模型的不同位置所包含的信息量差异，同时给出基于信息量差异的视图拍摄方法。对于信息量稀疏的区域产生少量投影，对于信息量密集的区域产生较多的投影。采用非均匀的模型投影方法不仅减少了冗余信息，还提高了模型的描述精度，有利于提高三维模型的检索速度和精度。

本发明将投影视图与全景视图结合，解决了投影视图只考虑了所有视图的特征数据，没考虑到视图之间的关联信息，全景视图只考虑了视图间的关联信息。对模型的特征描述不够全面等问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提供一种基于非均匀投影的三维模型检索方法，该方法首先根据三维模型信息量的复杂程度确定投影视点的位置与个数，提取出来三维模型的二维视图集，然后再利用三维模型提取出全景视图，构成特征视图集。

其次将视图集作为卷积神经网络的输入，从而提取出视图集的深度特征并进行降维处理，处理后的整合描述符作为模型检索的特征。

最后利用计算该特征的欧式距离作为检索结果。此方法不仅利用全景图解决了非均匀投影视图缺少三维模型关联信息的问题，同时还采用非均匀投影视图解决了全景视图缺少三维模型完成信息的缺点,并且利用卷积神经网络对模型进行先分类再检索，有效提高了模型的检索速度与效率。

本发明是通过以下技术完成上述目的：基于非均匀投影的三维模型检索，包括以下几步。

(1)读取三维模型off格式文件，若三维模型面包片数大于一万，则说明此三维模型为复杂模型，信息量密集，此时设置12个虚拟摄像机对三维模型进行投影，否则说明该三维模型为简单模型，信息量稀疏，设置6个虚拟摄像机对三维模型进行投影。