三维模型检索技术

三维模型三维模型模型坐标模型坐标预处理与预处理与标准化标准化特征提取特征提取及索引及索引二维二维特征特征索引索引文本文本关键字关键字索引索引三维三维特征特征索引索引二维二维相似性相似性匹配匹配文本文本相似性相似性匹配匹配特征提取特征提取检检索索界界面面三维模型实例三维模型实例二维投影视图二维投影视图二维草图二维草图文本描述文本描述检索结果输出检索结果输出用户用户三维三维相似性相似性匹配匹配图图1 一个典型的三维模型检索系统框架一个典型的三维模型检索系统框架1WEB爬虫爬虫反馈反馈常采用的预处理方法有两种：常采用的预处理方法有两种：使用主成分分析使用主成分分析(principal component (principal component analysis , PCA)analysis , PCA)22方法对三维模型坐标进方法对三维模型坐标进行标准化行标准化, ,计算其标准化的坐标框架计算其标准化的坐标框架, ,然后然后, ,在此标准化坐标系内提取相应的特征；在此标准化坐标系内提取相应的特征；(2)(2)体素化：将三维模型的外包立方体按坐标体素化：将三维模型的外包立方体按坐标轴方向切分成轴方向切分成 N NN NN N 个体单元个体单元, ,使用体使用体数据表示模型数据表示模型，N N 一般是一般是 2 2 的的 n n 次幂。次幂。 模型坐标的标准化又称姿态估计模型坐标的标准化又称姿态估计(pose (pose estimation) estimation) 。在进行特征提取和相似性匹。在进行特征提取和相似性匹配之前配之前, ,必须先将所有待比较的三维模型变必须先将所有待比较的三维模型变换至一个标准坐标系的范围内。这样，即使换至一个标准坐标系的范围内。这样，即使同一个三维模型具有不同尺度、不同位置、同一个三维模型具有不同尺度、不同位置、方向、旋转角度和不同精度的细节层次时，方向、旋转角度和不同精度的细节层次时，其表示方式仍具有唯一性。模型坐标标准化其表示方式仍具有唯一性。模型坐标标准化的目的在于使得三维模型检索独立于其所采的目的在于使得三维模型检索独立于其所采用的具体数据表示方式。用的具体数据表示方式。 为保证平移不变性，需要将模型的质心平为保证平移不变性，需要将模型的质心平移至坐标原点的位置；移至坐标原点的位置； 为保证旋转不变性，采用为保证旋转不变性，采用PCAPCA方法，在一个方法，在一个标准坐标平面中对齐模型；标准坐标平面中对齐模型； 为保证方位不变性为保证方位不变性, ,还需要进行翻转变换还需要进行翻转变换, ,以保证互为镜面映像的三维模型在表示方以保证互为镜面映像的三维模型在表示方式上的同一性；式上的同一性； 为保证尺度大小不变性，要将旋转后的三为保证尺度大小不变性，要将旋转后的三维模型归一化至标准单元大小。维模型归一化至标准单元大小。-1