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基于中轴骨架的三维模型检索

张学范  
【摘要】: 随着三维模型的广泛使用和传播,如何在大量的三维模型中高效地检索需要的模型已经成为一个迫切需要解决的问题。目前,基于关键词的三维模型检索方法已经无法满足设计和使用的要求,而基于内容的三维模型检索技术则突破了传统的关键字检索的局限,直接利用三维模型特征来建立索引和完成检索,其主要特点是:客观性、信息特征检索及高速检索。 在对已有的三维模型检索技术系统研究的基础上,本文提出了两种新的基于内容的三维模型检索算法。这两种方法都利用三维模型的拓扑特征来匹配三维模型。两种检索技术在提取拓扑特征之前,需要对三维模型进行预处理。用到的预处理算法有:主元分析算法和各向同向性预处理算法。 基于骨架二叉树的三维模型检索算法使用了层次化的检索方法,通过对Hesslink的中轴骨架提取算法进行改进,在提取模型骨架的同时,统计模型的几何信息;在模型匹配时,采用由粗到细的匹配算法。该算法可以得到较好的检索性能。 基于子块的三维模型检索算法使用了子块化的检索方法,在获取模型中轴骨架后,对模型骨架进行区域划分,通过计算子区域的相似度来获得模型整体的相似度。该算法可以得到较好的检索性能。 本文开发的三维模型检索系统是一个单机版的三维模型检索系统,这个系统实现了本文提出的两种三维模型检索算法。三维模型检索系统提供了示例三维模型检索方式,具有简单、易操作的特点。实验结果表明,这两种三维模型检索算法具有较好的检索性能。


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