[实用新型]一种基于时空分割的三维动画检索装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，尤其涉及一种基于时空分割的三维动画检索装置。

背景技术

近年来，伴随着动作捕捉技术的发展，三维动画数据的获取方式逐渐得到简化，三维动画数据的普及已经成为可预见的趋势，尤其是在3D电影等产业的推动下，对三维动画数据的分析和处理技术的研究已经成为计算机图形学领域主要讨论的热点之一，然而对于三维动画这种新数据类型，相应的分析和处理技术的研究尚处于起步阶段，尤其是面对日渐增长的三维动画大数据规模，研究并设计一种合理的三维动画检索装置的需求愈加强烈。

由于三维模型的空域特性和动画数据的时域特性分别表征了数据的拓扑特征和行为特征，本发明创造同时结合空域和时域特征设计的三维动画检索装置将实现更加高效的三维动画检索效能。

本发明创造依据国家自然科学基金(项目编号：61602222，61602221)；江西省教育厅科学技术研究项目(项目编号：GJJ150359)。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于时空分割的三维动画检索装置，对给定的三维动画，通过分析、提取该三维动画拓扑和行为特征，从数据库中自动检索具有相同拓扑和行为特征的三维动画，并依据行为相似度排序。

本实用新型是这样实现的，它包括时域分割器、空域分割器、中央处理器、显示终端、数据存储器，其特征在于，时域分割器、空域分割器、中央处理器和显示终端依次连接，所述中央处理器连接数据存储器，数据存储器为用于存储大规模三维动画数据的数据存储设备。

本实用新型的技术效果是：本实用新型适用于三维动画智能、自动化数据存储和管理工序，从而为满足面向大规模三维动画的数据库存储、提取等管理行为提供有力的技术支持。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的工作流程图。

图3为本实用新型的三维动画自动生成流程图。

在图中，1、时域分割器，2、空域分割器,3、中央处理器,4、显示终端,5、数据存储器。

具体实施方式

结合图1、2、3来具体说明本实用新型，一种基于时空分割的三维动画检索装置，它包括时域分割器(1)、空域分割器(2)、中央处理器(3)、显示终端(4)、数据存储器(5)，时域分割器、空域分割器、中央处理器和显示终端依次连接，所述中央处理器连接数据存储器，数据存储器为用于存储大规模三维动画数据的数据存储设备。

参照图1和图2，一种基于时空分割的三维动画检索装置的工作原理具体包括以下步骤：

1、对于给定的三维动画，用户通过时域分割器(1)实现将一个动画中的动作分割成多个包含子动作的短动画序列，例如，一个行走的动作可以分解为迈左腿和迈右腿两个子动作；

2、空域分割器(2)依据行为将三维模型进行拓扑分割，例如，一个迈左腿的子动作，左腿膝盖弯曲而右腿膝盖不会，而空域分割器(2)用于将该子动作进行中的变形区域从三维模型分割出来，而变形区域与不变形区域之间的毗邻关系构成拓扑结构图，简称拓扑图，对每个子动作动画序列均由空域分割器(2)分割，从而得到一个拓扑图序列，用于表征输入的三维动画；

3、中央处理器(3)实现三维动画检索操作，而数据存储器(5)是存储了经过上述步骤1、2预处理的三维动画数据集，中央处理器(3)依据数据的三维动画拓扑图序列，从数据存储器(5)匹配和检索相似的三维动画的拓扑图序列；

4、依据步骤3的检索结果，显示终端(4)返回检索结果，即相似的三维动画列表及其对应的相似度值。

参照图3对三维动画数据库进行数据检索的操作方法具体为：

1、输入动画，本三维动画检索装置接受任意三维动画输入，包括点云模型，帧-帧拓扑变化模型和帧-帧拓扑固定模型构成的三维动画等；

2、时空分割，对输入动画的三维动画首先进行时域分割旨在将一个复杂的行为分解为包含子动作的动画子序列，然后对每个子序列进行空域分割操作，用于区分三维模型的变形和不变形区域并表示为拓扑图，使得输入的三维动画可以用一个拓扑图序列来进行表征，由于分别进行了时域和空域分割，最终的拓扑图序列表示方法能有效地表征数据的拓扑特征和行为特征；

3、检索动画，用户依据对输入动画的时空分割结果，与数据集中的三维动画的拓扑图序列进行匹配，从而检索出最相似的三维动画，其中，拓扑图序列的匹配算法可以参考生物计算科学中的经典基因比对算法；