[发明专利]一种基于GCN的3D建模优化方法

权利要求书

1.一种基于GCN的3D建模优化方法，其特征在于：基于已知其中各节点分别对应可删除标签或不可删除标签的3D建模样本存储文件，按如下步骤I至步骤II，获得3D建模节点分类模型；根据3D建模节点分类模型，按如下步骤A至步骤C，实现目标3D建模存储文件的优化；

步骤I.基于节点对应各预设特征类型的特征值所组成的特征向量组，分别针对3D建模样本存储文件中的各个节点，基于预设邻居节点采样阶数K，获得节点所对应的各阶邻居特征向量组；进而获得3D建模样本存储文件中各节点分别所对应的各阶邻居特征向量组，然后进入步骤II；

步骤II.基于3D建模样本存储文件中的各个节点，以节点所对应的各阶邻居特征向量组为输入，节点所对应的可删除标签或不可删除标签为输出，针对指定分类模型进行训练，获得3D建模节点分类模型；

步骤A.按步骤I的方法，获得目标3D建模存储文件中各节点分别所对应的各阶邻居特征向量组，然后进入步骤B；

步骤B.应用3D建模节点分类模型，获得目标3D建模存储文件中各节点分别对应可删除标签或不可删除标签，然后进入步骤C；

步骤C.基于目标3D建模存储文件中的各个三角面，根据目标3D建模存储文件中对应可删除标签的各节点，删除节点，并针对非三角面的多边形面执行三角面划分，更新目标3D建模存储文件中的各个节点与各个三角面。

2.根据权利要求1所述一种基于GCN的3D建模优化方法，其特征在于：所述步骤I包括如下步骤I1至步骤I5；

步骤I1.以边的两端分别所对应节点构成的数组作为该边的表示，由获得3D建模样本存储文件中全部三角面上各条边的表示构成边集合E，然后进入步骤I2；

步骤I2.统计3D建模样本存储文件中各节点分别在边集合E中出现的次数，并且基于3D建模样本存储文件节点的个数N、以及1≤n≤N，以第n行n列的值D_nn等于第n个节点在边集合E中出现的次数，其余位置的值为0，构建N*N的度矩阵D，然后进入步骤I3；

步骤I3.基于1≤p≤N、1≤q≤N，遍历度矩阵D中的各个位置，按位置所在度矩阵D中的行序号p、列序号q，按如下公式：

其中，v_p,v_q表示3D建模样本存储文件中第p个节点与第q个节点之间的连线，获得第p行第q列位置的值A_pq，然后由各个A_pq组合构建N*N的邻接矩阵A，再进入步骤I4；

步骤I4.根据预设邻居节点采样阶数K，分别针对3D建模样本存储文件中的各个节点，以节点作为顶点，基于度矩阵D与邻接矩阵A，按如下公式：

min(·)表示取最小值函数，以第k阶邻居采样为采样S^k个彼此不同的第k阶邻居节点，基于1≤k≤K，针对该顶点依次执行各第k阶邻居采样，获得该顶点分别对应各第k阶邻居采样的各个邻居节点，即构成该节点所对应的各阶邻居节点集合；进而获得3D建模样本存储文件中各节点分别所对应的各阶邻居节点集合，然后进入步骤I5；

步骤I5.分别针对3D建模样本存储文件中的各个节点，基于1≤k≤K，获得节点所对应第k阶邻居节点集合中各邻居节点分别对应预设各特征类型的特征值所组成的特征向量组，并获得该各特征向量组所对应的平均特征向量组、以及方差特征向量组，然后由该平均特征向量组与该方差特征向量组相加结果，构成该节点所对应的第k阶邻居特征向量组；进而获得3D建模样本存储文件中各节点分别所对应的各阶邻居特征向量组。

3.根据权利要求1所述一种基于GCN的3D建模优化方法，其特征在于：所述步骤II中，针对指定分类模型进行训练的过程中，采用交叉熵损失函数。

4.根据权利要求1所述一种基于GCN的3D建模优化方法，其特征在于：所述步骤C包括如下步骤C1至步骤C2；

步骤C1.首先分别针对目标3D建模存储文件中对应可删除标签的各个节点，将节点、以及该节点所对应各个1阶邻居节点中对应可删除标签的各个节点归为同一个连通域，进而获得各个连通域；然后将含有相同节点的连通域合并，更新获得各个连通域，各连通域中重复的节点只保留一个，然后进入步骤C2；

步骤C2.基于目标3D建模存储文件中的各个三角面，分别针对各个连通域所对应的最小外接多边形，执行如下步骤C2-1至步骤C2-5；

步骤C2-1.初始化迭代次数n＝1，并进入步骤C2-1-1；

步骤C2-1-1.由最小外接多边形中对应可删除标签的各节点中，随机选择一个节点，并获得该节点所属各三角面组成的多边形，归为第n次迭代所对应的多边形，然后进入步骤C2-1-2；

步骤C2-1-2.判断该最小外接多边形中是否存在不属于第n次迭代所对应各多边形的对应可删除标签的节点，是则进入步骤C2-2；否则进入步骤C2-4；

步骤C2-2.由最小外接多边形中不属于第n次迭代所对应各多边形的对应可删除标签的各节点中，随机选择一个节点，并获得该节点所属各三角面组成的多边形，归为第n次迭代所对应的多边形，然后进入步骤C2-3；

步骤C2-3.判断该最小外接多边形中是否存在不属于第n次迭代所对应各多边形的对应可删除标签的节点，是则返回步骤C2-2；否则进入步骤C2-4；

步骤C2-4.分别针对第n次迭代所对应的各个多边形，执行如下步骤C2-4-1至步骤C2-4-3，实现多边形中三角面的划分；进而实现对第n次迭代所对应各多边形中三角面的划分，然后进入步骤C2-5；

步骤C2-4-1.将多边形作为待处理多边形，删除待处理多边形中的中心节点，更新待处理多边形，并进入步骤C2-4-2；

步骤C2-4-2.针对待处理多边形边上任意一个顶点、以及其两侧相邻两个顶点，连线该两侧相邻两个顶点，由该三个顶点构成一个三角面，更新待处理多边形中的该三角面区域，并进入步骤C2-4-3；

步骤C2-4-3.判断待处理多边形中除步骤C2-4-2中所构建三角面区域以外、是否存在其余区域，是则将该其余区域作为待处理多边形，并返回步骤C2-4-2；否则结束操作；

步骤C2-5.判断该最小外接多边形中是否存在对应可删除标签的节点，是则针对n的值进行加1更新，并返回步骤C2-1-1；否则即完成对目标3D建模存储文件中各个节点、各个三角面的优化更新。