[发明专利]一种模型3D效果图的生成方法

摘要

本发明公开了一种模型3D效果图的生成方法，第一步，平面图像的预处理；第二步，区域分块；第三步，稀疏像素点矢量化；第四步，起始中轴点和追踪方向选取；第五步，稀疏点追踪；第六步，结点分割；第七步，线段整合；第八步，墙体与附属物识别；第九步，三维构建。本发明的模型3D效果图的生成方法，对用户提供的模型平面图像进行区域分块，有效地抽取包含墙体对象的子区域，并将分块图像的稀疏点像素矢量化，便于抽取墙体的位置和尺寸等信息；采用线性辨别分析方法，识别出墙体上的门窗和孔洞等建筑部件，并实现建筑部件在图纸中位置的精确定位，能够根据平面图快速生成3D效果图，提高了工作效率。

主权项

一种模型3D效果图的生成方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：第一步，输入扫描的模型平面图纸，并进行图像的预处理，a.针对来源广泛，格式不一的输入图像首先将其统一转为灰度图；b.进行二值化处理后转为黑白点阵图；c.采用图像形态学的方法进行去噪处理，将模型部件之外的对象图像剔除；d.通过霍夫变换提取平面图的两个主要方向，据此旋转矫正使得图像的两个主方向分别与图像的x、y坐标向平行；第二步，基于积分投影的区域分块，将预处理后的图像通过平均积分投影函数来提取包含墙体线条的图像区域；平均积分投影函数如下：；；式中，I（x，y）表示点（x，y）处的像素灰度值；Mv(x)表示在区间【y1，y2】上的垂直平均积分投影函数；Mh(y)表示在区间【x1，y2】上的水平平均积分投影函数；第三步，分块图像的稀疏像素点矢量化，经过积分投影步骤后，整个图像被分解为若干个子图像，每个子图像包含数个竖直或者水平的图像单元，经过处理后获取带宽度的线段集合，进一步获得墙体几何等基本模型信息；第四步，起始中轴点和追踪方向选取，寻找起始中轴点，扫描线在分块二值图像上以预定步长自上而下扫描；第五步，稀疏点追踪，根据长度方向，确定搜索顺序；如果长度方向是水平的，则追踪顺序为先右后左；如果长度方向是竖直的，则先下后上；第六步，结点分割，当违反一个或多个继续追踪条件时，稀疏点追踪程序暂停，启用结点分割程序；结点分割包括以下三步迭代：a.退回上一个中轴点；b.调整追踪步长为当前步长的一半；c.在新的位置处检测继续条件；如果检测失败，则将步长减半后再执行一次迭代；但若在新位置处的点，所有条件都满足，那么自该点起恢复原始追踪步长，并执行追踪程序；重复迭代，直至追踪步的长度变为0，结点分割程序终止，最后找到的满足所有条件的点为新的中轴点；第七步，线段整合，输入待处理的各条线段，包含起始、终止坐标位置及线宽信息的数据结构；用终止坐标减去起始坐标得到每条线段的向量表示，运用向量求夹角公式，分别求出每两个向量的夹角，若两个向量夹角接近于0，则认为对应的两条线段的中心轴几乎平行；之后判断这两条平行线段的近邻点距离，如果不大于一个给定线宽，则合并两条直线，将由结点分割程序割裂的十字交叉线段整合为一条完整线；第八步，墙体与附属物识别，在每个分块子图像中，获取若干带宽度的直线段，通过分析这些矢量内容，进一步识别出墙体和门窗等附属物信息；第九步，三维构建，a.将模型建模的各种部件与元素，包括地面、墙壁、门、窗和阳台等，定义为形状单元；一个形状单元表达为一个四元组S={ N，G，B，P}，式中，N表示对象名称；G表示单元的几何信息；B表示带方向的几何包围盒；P表示单元的其他属性；b.对用户提供的模型平面图进行识别，并根据识别结果，进行三维模型的快速生成，得到3D效果图。