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三维模型检索中的特征提取技术研究

姚小兰  
【摘要】: 多媒体信息检索是当今计算机科学的一个研究热点。作为继声音、图像及视频之后的新一代多媒体形式,三维模型在诸多领域得到了广泛的应用。同时三维模型检索的研究方兴未艾,正引起越来越多研究者的关注与重视。 特征提取技术是三维模型检索中的关键步骤,把三维模型尽量精确地描述出来,且保证所提取的特征在此特征空间中复杂度较低、可比性较强、应用到检索中得到理想的效果。形状是人类认知物体的一个最直观的描述方式,本文即从三维模型的表面几何形状特征着手,研究了三维模型的特征提取算法。 一方面,应用微分几何中对曲面曲率的计算,在三角形网格模型基础上,计算离散的网格模型表面顶点平均曲率,按照曲率大小,选择模型表面显著的N个点,结合点自身的位置坐标构造了新的特征描述符,文中用( x , y , z , H)来表示。其中模型的特征可看作N维特征向量。采用物理领域中的EMD (Earth Mover’s Distance)距离比较方法,对特征描述符进行匹配,在实验的基础上验证了所提出的新的特征描述符的可行性。进一步与现有的成熟方法——形状分布、EGI (Extend Gaussian image)进行比较,新的方法性能优越,检索效率较高,尤其对于表面弯曲显著模型或者带有明显分支的模型。 另一方面,在三维模型全局检索的基础上,提出了三维模型局部检索框架。通过分析和学习现存的三维模型局部特征提取算法,尝试使用一种三维模型局部显著特征提取方法,完成三维模型的局部检索。一些局部特征提取方法中涉及到三维模型分割,于是本文设想首先使用分割算法的基本思想提取三维模型的局部显著特征,建立完整的局部检索系统。


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