[发明专利]一种轮廓线指导的三维模型重构造方法

权利要求书

1.一种轮廓线指导的三维模型重构造方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S100，构造二维轮廓线数据库：通过含有单一对象的互联网图像，利用图像分割算法提取对象轮廓线，并根据对象的对称性选取轮廓线或主干骨架线构建二维轮廓线数据库；

步骤S200，二维轮廓线检索推荐：用户选取三维模型中的编辑区域，提取三维编辑线，并利用形状上下文描述符和外形特征从二维轮廓线数据库中推荐出相应的轮廓线；

步骤S300，轮廓匹配和参数化变形：构建二维轮廓线和三维编辑线的点-点对应关系，并利用参数化变形算法对输入模型进行重构造；

在步骤S100中所述的“构造二维轮廓线数据库”，其包括以下步骤：

步骤S110，对含有单一对象的互联网图像，利用视觉显著性检测，并通过图割算法分割得到图像中对象的轮廓线；

步骤S120，利用对称性检测算法，检测图像中对象的镜像对称性和旋转对称性，对于镜像对称的图像对象，根据其对称轴对其中一半轮廓线进行对称翻转，得到关于对称轴完全对称的轮廓线；对于旋转对称的图像对象，直接使用其轮廓线；对于不对称的图像对象，使用骨架提取算法，得到对象的骨架线，使用其中最长的骨架线作为主干骨架线，在骨架线上均匀采样点，并利用样条曲线拟合得到平滑的主干骨架线；上述步骤得到的轮廓线和主干骨架线共同构成二维轮廓线数据库。

2.根据权利要求1所述的一种轮廓线指导的三维模型重构造方法，其特征在于：在步骤S200中所述的“二维轮廓线检索推荐”，其包括以下步骤：

步骤S210，从输入三维模型中，根据用户选取的编辑区域提取编辑线，三维模型的编辑线包括：轴线、切面轮廓线、侧面轮廓线，通过计算二维轮廓线l_i和三维编辑线l_j的形状上下文距离SC(l_i,l_j)和单位化后的各线有向包围盒长宽比例差异距离并将两种距离加权得到二维轮廓线和三维编辑线的相似度距离：

步骤S220，通过调节上一步中的权重ω，选取并推荐出与三维编辑线的相似度距离D(l_i,l_j)最小的二维轮廓线，在此步骤中模型的轴线匹配二维轮廓线数据库中的主干骨架线及对称轴一侧的部分轮廓线；模型的切面轮廓线、侧面轮廓线匹配的是二维轮廓线数据库中镜像对称和旋转对称的轮廓线。

3.根据权利要求1所述的一种轮廓线指导的三维模型重构造方法，其特征在于：在步骤S300中所述的“轮廓匹配和参数化变形”，其包括以下步骤：

步骤S310，将三维编辑线上的每个顶点v_n，根据长度比例关系找到二维轮廓线上的对应点v'_m，其中匹配算法如下：

其中，d(v_n,v₁)为三维编辑线上v_n点到端点v₁的线上长度，d(v'_m,v₁')为二维轮廓线或二维主干骨架线上v'_m点到端点v₁'的线上长度，L(V)为三维编辑线的长度，L(V')为二维轮廓线或二维主干骨架线的长度；

步骤S320，在建立三维编辑线与二维轮廓线的点-点对应关系后，将二维轮廓顶点v'_m的相对位置迁移到三维编辑线的顶点v_n上，p(v₁)为三维编辑线上端点v₁位置参数，则v_n点的位置参数的p(v_n)如下所得：

其中dp(v'_m)为二维轮廓线上端点v₁'到点v'_m的向量，为尺度因子，l(v)为三维编辑线的尺寸，l(v')为二维轮廓线或二维主干骨架线的尺寸，用以确保位置迁移后的尺寸统一；

步骤S330，用上一步中的参数化变形方法，以用户选取的三维编辑线和推荐出的二维轮廓线，对三维模型进行变形，从而得到输入模型的重构造结果。