[发明专利]基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法、系统、装置

权利要求书

1.一种基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，该方法包括：

步骤S10，获取物体模型的三角网格结构，进行三角网格细分；

步骤S20，将步骤S10得到的细分网格划分为多个连通且不重叠的区域，该区域为多个细分网格的聚类，该聚类为第一聚类；所有第一聚类构成第一聚类集合；

步骤S30，基于第一聚类集合，通过表面拟合、最小化目标函数的方法，迭代优化聚类集合，获取目标函数的最小值对应的聚类集合作为第二聚类集合；所述目标函数为聚类集合中各聚类到表面拟合得到的二次曲面的距离之和；

步骤S40，将第二聚类集合中法向量夹角小于设定阈值的相邻聚类进行合并，得到第三聚类集合；

步骤S50，对所述第三聚类集合中各聚类进行表面拟合，得到分割区域集合；

其中，步骤S30和/或步骤S40还包括交互式聚类局部优化步骤，该步骤基于录入的修改指令，对选定的聚类区域进行合并或分割。

2.根据权利要求1所述的基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，步骤S30中“迭代优化聚类集合，获取目标函数的最小值对应的聚类集合作为第二聚类集合；”,其方法为：

步骤S301，将第一聚类集合作为待迭代聚类集合；

步骤S302，对待迭代聚类集合中各聚类进行表面拟合，得到各聚类对应的二次曲面和几何代理，并计算预设目标函数的值；

步骤S303，对于待迭代聚类集合中每个聚类，基于该聚类中细分网格的拟合误差选择种子区域进行区域生长，重新聚类后获取新的聚类集合并更新待迭代聚类集合；

步骤S304，依据步骤S302的方法进行表面拟合，并计算预设目标函数的值，在当前目标函数值小于上一次计算的目标函数值时执行步骤S303，否则执行步骤S305；

步骤S305，将当前待迭代聚类集合作为第二聚类集合。

3.根据权利要求2所述的基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，步骤S303中“基于该聚类中细分网格的拟合误差选择种子面片进行区域生长”，其方法为：

步骤S3031，获取聚类中a个最小拟合误差三角形以及对应的邻域三角形记为其中N_j是三角形c_j的一组相邻三角形；

步骤S3032，选取区域拟合误差最小的一组相邻三角形，以该组相邻三角形及其对应的三角形为种子区域进行区域生长。

4.根据权利要求1所述的基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，步骤S302中“对待迭代聚类集合中各聚类进行表面拟合”，其方法为：

采用主成分分析法计算第二聚类的平面度；

将得到的平面度与设定的第一阈值进行对比，小于所述第一阈值则进行平面拟合，否则进行二次曲面拟合。

5.根据权利要求1所述的基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，步骤S40中所述第三聚类集合，其获取方法为：

步骤S401，将第二聚类集合中，相邻聚类的法向量夹角小于等于设定的第二阈值的两个聚类进行合并；

步骤S402，基于步骤S401的合并结果，更新第二聚类集合；

步骤S403，重复执行步骤S401、步骤S402直至所有相邻聚类的法向量夹角均不小于所述第二阈值。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法,其特征在于，所述交互式聚类局部优化步骤，包括：

对选定的过度分割聚类进行合并；和/或

对选定的第一类不准确聚类，基于获取的种子面片进行区域生长，对该不准确区域进行分割；和/或

对选定的第二类不准确聚类，基于录入的分割线对该不准确区域进行分割；

其中，所述第一类不准确聚类为存在三角网格缺失且需处理的局部边界长度大于设定第三阈值的聚类；

所述第二类不准确聚类为存在三角网格缺失且需处理的局部边界长度小于设定第四阈值的聚类。