[发明专利]一种易于交互的区域选择方法

权利要求书

1.一种易于交互的区域选择方法，其特征在于，包括步骤：构建三维网格模型表面的网格顶点的特征向量；

建立相应的网格顶点之间的特征度量距离方程；

根据用户交互指定的特征容差值在三维网格模型表面进行区域选择，形成由边序列构成的初始化区域选择边界分割环；

通过几何优化方法对初始区域选择边界分割环进行光顺化获得最终区域边界环；

所述构建三维网格模型表面的网格顶点的特征向量具体为：

利用三维网格模型的热核特征和平均曲率构建三维模型表面网格顶点的特征向量；

还包括步骤：

将三维网格模型的热核特征和平均曲率合并为新的特征向量f(x)＝(α·P_x，β·K_x),P_x为顶点x处的热核特征向量，K_x为顶点x处平均曲率,α,β为常量系数；

结合三维网格模型的热核特征和平均曲率计算顶点之间的相似度。

2.如权利要求1所述的一种易于交互的区域选择方法，其特征在于，还包括步骤：

预处理提取三维网格模型的热核特征:根据黎曼流行及热核特征理论提取网格顶点的热核特征向量,在黎曼流形上的热扩散方法为：

其中,Δ_M表示流形上的Laplace-Beltrami算子,函数u(x,t)表示三维模型上顶点x在t时刻所含有的热量情况，方程的解即为热核；

根据热核特征理论HKS,将热核限制在时间域上,对于

三维模型的热核描述子为一列向量：

P_x＝(p₁(x)，p₂(x)，…，p_n(x))^T (2)

其中，分量p_i(x)为不同时间t_i下的HKS,

其中，入_k、是Laplace-Beltrami算子的第k个特征值和特征向量；

预处理计算三维网格模型的平均曲率：采用最小二乘法计算光滑变化的曲率值，其计算公式为：

其中，L(·)表示离散拉普拉斯算子,k_i'和k_i分别表示当前的曲率和更新后的曲率，式中第一项保证邻接点的曲率值光滑变化，第二项要求更新后各顶点的曲率值接近当前的值，第一次迭代时,各点拉普拉斯值被设置为边界曲线上各点的平均曲率。

3.如权利要求1所述的一种易于交互的区域选择方法，其特征在于，所述建立相应的网格顶点之间的特征度量距离方程具体为:

利用欧式距离公式计算网格顶点之间的特征度量距离，其公式具体为：

dp(x，y)＝||f(x)-f(y)||₂ (5)

其中,f(X)和f(Y)分别为模型上两个顶点x,y的特征向量。

4.如权利要求1所述的一种易于交互的区域选择方法，其特征在于，还包括步骤：

获取用户指定的特性容差值，计算网格顶点之间的特征容差，其计算公式为：

d(x_o,x_i)＝||f(x_o)-f(x_i)||₂＜Tε (6)

其中,x₀用户交互选择的网格顶点作为源点,x_i三维网格模型的网格顶点,f(x₀)和f(x_i)分别为源点x₀和顶点xⁱ的特征向量,T为用户指定的容差值且为整数,ε为常量值；

将计算获得与源点特征之间符合预设容差范围的网格顶点作为初始化区域选择边界顶点。

5.如权利要求1所述的一种易于交互的区域选择方法，其特征在于，通过几何优化方法对初始区域选择边界分割环进行光顺化具体为：

将初始化区域选择边界中边序列组成的路径作为初始路径；

以测地距离的长度作为目标函数；

通过几何优化方法进行迭代计算获得最终区域边界环。