基于用户关注度的多分辨率网格模型渐进传输研究

摘要

随着三维模型精度的不断提高，三维模型的数据量在飞速的增长，这无疑对计算机处理与传输三维模型带来了很大的压力。三维模型的简化和多分辨率建模是处理以上问题的一个有效的途径。
　　与此同时，在实际的某些应用中，用户也许只会对三维模型的某些部位有兴趣，对于这些部位，希望其显示效果高于其他的部位，而对于其他的部位只要其能够达到最基本的视觉效果。但是目前的网格简化算法并没有将用户关注与非关注区域区分开来。
　　另一方面，由于近年来某些特殊领域的快速发展，其对三维模型的渐进传输有了新的要求。例如在医学立体影像观察和三维影视等领域中，其对网格模型中的尖锐的区域特别敏感，而这些区域亦常常是用户更加关注的地方。对于这些领域来说，它们往往期望这些区域能够在无人工干预的条件下被优先的还原，或按照它们对于网格模型中区域的关注程度高低来完成顺序的恢复。
　　为了解决上述的问题，本文提出了一种基于用户关注度的多分辨率模型的渐进传输方法，该方法对用户关注区域与非关注区域进行不同处理，并按照用户对网格模型区域的关注度对其进行顺序的传输并恢复。本文的主要工作如下:
　　1.提出了一种基于用户关注度的多分辨率模型构建方法。首先采用改进的分水岭算法对原始三维网格模型进行分割，生成三维网格模型的子网格，计算用户对网格不同部分的关注度。然后设定关注度阀值u，如果用户对某一区域的关注度大于u，那么认为该区域为用户的关注区域;否则，认为该区域为用户的非关注区域。对于用户关注区域采用基于视觉重要度的边折叠算法对其进行模型简化，以更好的保持区域的几何特征。而对于用户的非关注区域使用二次误差测度算法实现其简化。实验证明，该算法在模型简化过程中，能良好的保持关注区域的局部特征。
　　2.提出了一种基于用户关注度的多分辨率模型的渐进传输方法。该方法首先通过基于用户关注度的多分辨率模型构建方法，构建多分辨率模型，并对产生的渐进记录进行渐进压缩，接着依据用户对区域的关注度高低对其进行排序，优先传输用户关注度高的渐进记录数据，若达到了用户的要求或传输完毕，则结束。
　　实验的结果表明，用户关注度高的区域能够优先的被传输并还原、高质量显示，而且在传输完所有用户感兴趣的区域后，用户可以随时让传输端停止传输，这大大减少了传输的数据量，节省了网络带宽。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 网格模型简化技术

1．2．2 网格模型压缩技术

1．2．3 网格模型渐进传输技术

1．3 主要研究内容

1．4 论文组织结构

第二章 相关技术与理论

2．1 网格分割概述

2．2 三维网格模型简化概述

2．2．1 经典的网格模型简化算法

2．2．2 常用的误差度量方法

2．3 三维网格渐进传输概述

2．3．1 三维模型压缩

2．3．2 经典的三维网格模型渐进传输方法

2．4 小结

第三章 基于用户关注度的多分辨率模型构建

3．1 基于特征点的网格分割算法

3．1．1 特征点的提取

3．1．2 网格核心部分的提取

3．1．3 基于特征点的网格分割方法的过程

3．2 基于视觉重要度的网格模型简化算法

3．2．1 基于二次误差测度的边折叠

3．2．2 基于顶点视觉重要度与二次误差矩阵的边折叠

3．2．3 基于视觉重要度的模型简化的过程

3．3 基于用户关注度的网格模型简化

3．4 基于用户关注度的多分辨率模型

3．4．1 网格模型简化约束条件

3．4．2 基于用户关注度的多分辨率模型的构造算法

3．5 实验验证

3．5．1 实验结果

3．5．2 实验结论与分析

3．6 小结

第四章 基于用户关注度的多分辨率模型的渐进压缩

4．1 多分辨率模型的渐进压缩

4．1．1 渐进记录的类型

4．1．2 顶点分裂信息压缩编码

4．1．3 连接信息压缩编码

4．1．4 几何信息压缩编码

4．1．5 解码

4．2 实验验证

4．2．1 实验结果

4．2．2 实验结论与分析

4．3 本章小结

第五章 基于用户关注度的网格模型的渐进传输

5．1 带用户关注度的数据节点

5．2 渐进传输策略与数据结构

5．2．1 传输策略

5．2．2 传输系统的数据结构

5．3 基于用户关注度的多分辨率模型的渐进传输过程

5．4 实验及分析

5．5 总结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 研究展望

参考文献

致谢

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