[发明专利]三维模型过渡面的重建方法及系统

权利要求书

1.一种三维模型过渡面的重建方法，其特征在于，所述三维模型过渡面的重建方法包括：

基于马尔科夫随机场MRF的第一能量函数，对待处理三维模型的表面进行粗分割，得到第一过渡面集合、二次曲面集合和二噪声曲面集合三个类别；

基于K均值聚类算法K-means，在所述第一过渡面集合和二次曲面集合内聚类，得到聚类集合；

通过统计分类方法，根据所述聚类集合及第一过渡面集合，得到第二过渡面集合；

基于马尔科夫随机场MRF的第二能量函数，根据所述聚类集合及第二过渡面集合，将所述待处理三维模型的表面划分为平面、圆柱面、圆锥面、球面和其他二次曲面五个二次曲面类别；

根据所述第二过渡面集合及二次曲面类别，确定过渡小球的半径和滚动轨迹；

根据过渡小球半径表示形式，对所述过渡小球的滚动轨迹进行修正，得到小球滚动修正轨迹，所述小球滚动修正轨迹为所述待处理三维模型的过渡面参数模型。

2.根据权利要求1所述的三维模型过渡面的重建方法，其特征在于，所述基于马尔科夫随机场MRF的第一能量函数，对待处理三维模型的表面进行粗分割，得到第一过渡面集合、二次曲面集合和二噪声曲面集合三个类别，具体包括：

获取待处理三维模型的三角网格结构；

对所述待处理三维模型的三角网格结构进行三角网格细分，得到细分网格F；所述细分网格包括多个三角形面片；

针对每一三角形面片f_i，f_i∈F：

计算所述三角形面片f_i的几何属性参数，所述几何属性参数包括重心坐标、重心点的最大主曲率受其对应主方向dir₁、重心点的最小主曲率及其对应主方向dir₂；

构建所述三角形面片f_i属于二次曲面集合、第一过渡面集合、二噪声曲面集合三种类别的第一条件概率函数

其中，G_σ(k)是标准正态分布，σ1为预先设定的参数；l_i为三角形面片f_i的标签；

根据所述第一条件概率函数构建用于精细分割三维模型表面的MRF的第一数据项D_i(l_i)：

根据以下公式，确定对相邻三角形面片f_i和三角形面片f_j构建的第一平滑约束函数V_ij(l_i，l_j)：

其中，对于每一个W有ξ为预先设定的参数，K₁表示每个聚类的最大主曲率，K₂表示每个聚类的最小主曲率，W₁、W₂、W_i、W_j分别表示一个聚类中对应于不同主曲率的主方向向量；

根据所述第一数据项及第二平滑约束函数，构建MRF的第一能量函数U(l)：

U(l)＝∑_i∈FD_i(l_i)+β∑_{i，j}∈EV_ij(l_i，l_j)；

其中，β为控制平滑程度的平衡系数；E表示相邻三角形面片的对数集合；

根据所述三角形面片f_i的几何属性参数，降低能量函数U(l)达到第一收敛条件或者到达第一设定阈值时，在二次曲面、过渡面、噪声曲面的标签池内确定三角形面片f_i的标签l_i；

根据各三角形面片的标签，得到第一过渡面集合、二次曲面集合和二噪声曲面集合。