[发明专利]一种基于特征描述子的三维模型双层检索方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于特征描述子的三维模型双层检索方法和装置，构建属性邻接标记图，并将属性邻接标记图分割成多个局部区域邻接子图；提取每个局部区域邻接子图的局部特征描述子；对局部特征描述子进行聚类，构建词汇本；统计词汇本中各关键词对在模型库的每个三维模型中出现的频率，构建空间词袋；基于空间词袋和局部特征描述子对三维模型进行匹配与检索。本发明由属性邻接标记图、图谱以及空间词袋等进行表征三维模型的局部和整体信息，从而构建粒度上由细到粗的层次化特征描述子；然后依据这两个不同粒度的描述子，采用粗细结合的方法，分两层进行检索。

技术领域

本发明涉及三维模型检索领域，具体涉及一种基于特征提取以及空间词袋表征，根据精准度而分层次来进行的三维模型双层次检索方法和装置。

背景技术

企业在研发过程中，由于积累了丰富的产品三维模型，所以如何方便、准确并且快速地获取已有产品三维模型的相似性设计成果，支持可重用基础上的产品快速设计与制造。这是提高产品开发效率和质量、缩短产品开发周期的关键之一。

模型检索的基础是，构建尽可能接近模型的原始信息，例如形状、结构、语义的相关属性，在此基础上进行相似性比较，近年来已经有不少学者围绕这些开展了研究。但以上几个方向普遍是考虑整体因素较多，而局部细节特征的描述能力不足，局部特征信息不突出。因此，如何采用分层的检索方式来克服上述不足，仍是待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于特征描述子的三维模型双层检索方法和装置，由属性邻接标记图、图谱以及空间词袋等进行表征三维模型的局部和整体信息，从而构建粒度上由细到粗的层次化特征描述子；然后依据这两个不同粒度的描述子，采用粗细结合的方法，分两层进行检索。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的第一目的是提供一种基于特征描述子的三维模型双层检索方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：构建属性邻接标记图，并将属性邻接标记图分割成多个局部区域邻接子图；

步骤二：提取每个局部区域邻接子图的局部特征描述子；

步骤三：对局部特征描述子进行聚类，构建词汇本；

步骤四：统计词汇本中各关键词对在模型库的每个三维模型中出现的频率，构建空间词袋；

步骤五：基于空间词袋和局部特征描述子对三维模型进行双层匹配与检索。

进一步的，所述属性邻接标记图的构建方法为：

定义属性邻接标记图的数据结构，包括邻接性和凹凸性；

遍历三维模型的每个面并提取每个面的所有属性，创建属性邻接标记图的对应节点；

识别三维模型的每个面之间的邻接关系，创建属性邻接标记图的边；

基于属性邻接标记图的对应节点和属性邻接标记图的边，构建单个三维模型的属性邻接标记图。

进一步的，所述步骤1中，采用合并优化的方法将属性邻接标记图分割成由多个局部区域邻接子图。

进一步的，所述局部特征描述子的提取方法为：

根据局部区域邻接子图的各属性以及图谱理论，将局部区域邻接子图进行编码，构建一个局部特征描述子的七元组，包括局部区域子图的节点数、连线数、节点的最大度、最小度、节点类型直方图、哈希字符串和谱向量。

进一步的，所述节点类型直方图是对应局部区域面类型属性，统计局部区域邻接子图中各类型节点出现的频次；

所述哈希字符串是一个节点与其邻居节点的连线对的映射；