[发明专利]基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法

权利要求书

1.基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)采用三维形状的面片朝向主成分分析方法获取朝向采样平面；

(2)采样三维形状的朝向分布，生成朝向分布的采样函数；

(3)分析采样函数，提取采样函数的多分辨率低频小波系数；

(4)通过自适应多分辨率特征距离计算方法计算特征距离。

2.根据权利要求1所述的基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于：所述的步骤(1)采用三维形状的面片朝向主成分分析方法获取三个朝向的主轴，并根据该三个垂直主轴设置六个形状朝向采样平面，该采样平面在空间上构成封闭，将三维形状封闭在内；该步骤需要计算三维形状各面片朝向的法向量和三维形状的平均法向量，由此构成的法向量协方差矩阵，在该矩阵中，对每一个面片的法向量进行面积大小加权，按大小顺序排序矩阵的特征值和相应的三个特征向量，从而根据确定的三个特征向量作为朝向主轴以计算形状朝向的采样平面。

3.根据权利要求1所述的基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于所述的采样平面满足两个条件：(a)每个特征向量确定两个采样平面，该特征向量与两个采样平面垂直，而且这两个采样平面应该分别位于三维模型的两侧，不与三维模型相交，三个特征向量共确定出六个采样平面；(b)六个采样平面将三维模型完全包围在内，由于采样平面将采集三维形状的朝向参数，因此采样平面距离三维模型的远近可以任意设定。

4.根据权利要求1所述的基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于：所述的步骤(2)通过采样平面均匀发射采样射线，与三维形状的表面相交，计算采样射线和与之相交的表面法线的内积，将内积值作为形状朝向函数的函数值，采样时采用2的指数倍进行均匀采样，以利于采用快速方法对采样函数进行分析。

5.根据权利要求1所述的基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于：所述的步骤(3)选择Daubechies等母函数，通过该母函数的位移和尺度变换，构成一组函数基，利用函数基并根据尺度函数和小波函数对朝向函数按照尺度进行分解，对于二维采样函数采用的是先进行行变换、再进行列变换的方法进行降维，获取多个分辨率下的多组低频小波系数，低频小波系数构成多分辨率的特征。

6.根据权利要求1所述的基于形状朝向多分辨率分析的三维模型检索方法，其特征在于：所述的步骤(4)利用多采样函数的最小Manhattan距离计算两个三维模型之间某分辨率下的特征距离，同时利用对分辨率加权方法计算所有分辨率下两个三维模型的特征距离；所采用的加权方法为自适应加权，利用样本数据库使检索理论中的First Tier参数最大化，以获取最优的多分辨率特征加权系数。