[发明专利]三维网格模型层次化线框提取方法、装置、设备及介质

说明书

本发明涉及三维网格模型重建和检索领域，具体涉及一种三维网格模型层次化线框提取方法、装置、设备及介质。本发明通过解析三维网格模型的中轴变换结果和对其进行逐次简化，实现线框的层次化表达。具体步骤是：首先对原始三维网格模型进行去噪等预处理操作，得到稠密网格；其次对网格模型进行中轴变换，获取中轴点位置和半径序列，并根据重建、检索需要，半径减小的方向逐次进行删减，提取三维网格模型线框结构；最后利用所提取的线框结构进行三维网格模型的重建/检索。本发明方法简便，计算步骤简洁，线框数据获取效率高，解决了三维网格模型重建精度不高和检索效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及三维网格模型重建和检索领域，特别涉及一种三维网格模型层次化线框提取方法。

背景技术

近年来，随着三维图形技术的快速发展，三维模型在虚拟现实、增强现实和3D打印等领域被广泛应用。线框信息是三维网格模型简洁且有效的表达，在模型检索、三维重建和模型简化等任务中至关重要。线框信息的几何形状简洁、结构简单、易于理解、数据量小，能够在保留模型关键特征同时降低任务复杂度。

从三维网格模型提取线框的方法包括通过样条曲线逼近三维曲线法、点云插值法和过滤特征曲线生成线框法等。这些线框提取方法较为复杂，需要分析和过滤网格模型的几何特征，步骤繁琐、计算量大且无法生成完整的轮廓信息，效率和效果都无法满足实际应用的需要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种三维网格模型层次化线框提取方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种三维网格模型层次化线框提取方法，包括以下步骤：获取输入的三维网格模型；

生成所述三维网格模型的原始中轴信息序列；

对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序，将其划分为两组，删除半径长度靠前一定比例的中轴信息序列，剩下的部分作为新的中轴信息；

利用新的中轴信息序列提取三维网格模型线框结构。

于本发明的一实施例中，所述获取三维网格模型包括：

对所述三维网格模型进行去噪、细分操作，得到符合要求的没有噪声的稠密网格Ω；

提取所述稠密网格的中轴信息，作为所述三维网格模型的原始中轴信息序列。

于本发明的一实施例中，所述原始中轴信息序列，表示为MA(Ω)＝{(c,r)}，其中，MA(Ω)为原始中轴信息序列，是由所述三维网格模型的最大内切球球心构成的集合；r为内切球半径；c为中轴点位置。

于本发明的一实施例中，通过下式对生成的所述三维网格模型中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序，将其划分为两组：

其中，MA₁(Ω)为第一组中轴信息序列；MA₂(Ω)为第二组中轴信息序列；R_min为中轴信息中记录的最小半径，R_α为按照内切球半径从小到大顺序划分出的半径长度前一定比例的中轴信息序列中记录的最大半径；MA₂(Ω)为新的中轴信息。

于本发明的一实施例中，对生成的所述三维网格模型原始中轴信息序列按照内切球半径从小到大顺序排序分组后，判断分成的两组所述中轴信息量是否满足预值。所述提取三维网格模型线框结构方法为：首先根据中轴信息连接轮廓端点形成线框面，再从线框面端点筛选出母线端点，将母线端点与其他线框面连接生成模型线框信息。

于本发明的一实施例中，所述三维网格模型层次化线框提取方法还包括：

利用提取的三维网格模型线框结构进行三维网格模型的重建、检索。