基于形状直方图的三维模型检索算法的研究

摘要

随着计算机硬件尤其是图形扫描设备和图形处理硬件性价比的提高，以及几何造型软件的普及，越来越多的三维模型在各个领域中得到了广泛的应用。在互联网的背景下，三维模型的应用提出了以模型内在特征为基础的三维模型检索问题，这是基于内容的二维图像检索的新发展。针对三维模型检索算法准确率不高的问题，本文的研究工作集中于基于形状直方图的特征提取方法和在三维模型检索中的应用。
　　首先，分析主元分析(PCA)预处理算法，针对PCA预处理方法的主轴不确定性和主轴方向不确定性的问题，提出用三角形质心加权的主元分析方法来完成预处理工作。
　　其次，研究Ankerst提出的形状直方图特征提取方法，Ankerst方法的不足之处是没有拓扑信息和重要的形状特征，对模型的描述不够充分，因此检索效果不好。针对Ankerst方法的缺点提出了改进方法，在Ankerst方法提取形状直方图特征的基础上融合表征模型拓扑特征的信息。
　　再次，针对提取的模型特征信息建立相似性度量函数，首先使用二次型距离函数计算形状直方图的相似度；然后使用重叠投影方法计算模型拓扑特征的相似度，最后计算这两部分的加权和作为模型的相似度。
　　最后，设计试验对改进的算法进行了验证，该算法与Ankerst方法相比提高了三维模型检索的准确率，有一定的应用价值。基于内容的三维模型检索还有很多不成熟的地方，在最后对今后的研究重点进行了展望。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 三维模型检索系统发展与现状

1.3 分析形状直方图三维模型检索算法研究现状

1.4 本课题主要研究的内容及结构安排

第2章 模型坐标的标准化和预处理技术

2.1 PCA方法

2.2 对“连续”PCA和面积加权PCA方法的研究

2.3 本文采用的预处理方法

2.4 本章小结

第3章 基于Ankerst形状直方图算法的改进

3.1 Ankerst形状直方图算法

3.2 对形状分布和Ohbuchi算法的研究

3.3 改进的Ankerst形状直方图算法

3.4 本章小结

第4章 模型相似性度量

4.1 相似性度量方法

4.2 相似性度量函数

4.3 本文采用的距离度量函数

4.4 本章小结

第5章 三维模型检索系统实现

5.1 三维模型检索系统的系统结构

5.2 三维模型文件的组织结构

5.3 三维模型检索性能比较

5.4 用户检索界面

5.5 试验结果

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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