[发明专利]根据曲率对三维模型进行帧聚类的方法

摘要

本发明公开了一种根据曲率对三维模型进行帧聚类的方法。本发明首先求出所有帧的中心点。其次分别求出这些中心点在x，y，z方向上的一阶导数、二阶导数存入相应的矩阵。然后求各帧中心点的曲率，对所有曲率进行从大到小排序，再选取合适的前k个曲率。最后把选出来的k个曲率对应的帧索引当作聚类簇的节点，将所有的帧分为k+1簇。本发明利用曲率的物理意义、三维空间中曲率的求解方法及中心差分法求某离散点的导数，从而达到很好的聚类效果且计算简单。

主权项

根据曲率对三维模型进行帧聚类的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤一：求出所有帧的中心点，具体是：假设帧数为F,每一帧所含有的顶点数为N，其中F>0，N>0；设为第f帧模型中第i个顶点，为第f帧模型的中心点，其中的值分别如下：x=Σi=1NVifxN,Vcfy=Σi=1NVifyN,Vcfz=Σi=1NVifzN]]>将其保存于矩阵A中，矩阵A的维数是3*F；步骤二：分别求出这些中心点在x，y，z方向上的一阶导数、二阶导数存入相应的矩阵，具体是：计算第f帧的导数利用第f‑1和f+1帧的坐标来计算，这样第一帧和最后一帧省略不计：x，y，z方向上的一阶导数：x(1,i)＝(A(1,i+1)‑A(1,i‑1))/2y(1,i)＝(A(2,i+1)‑A(2,i‑1))/2z(1,i)＝(A(3,i+1)‑A(3,i‑1))/2x，y，z方向上的二阶导数：xx(1,i)＝A(1,i+1)‑2*A(1,i)+A(1,i‑1)yy(1,i)＝A(2,i+1)‑2*A(2,i)+A(2,i‑1)zz(1,i)＝A(3,i+1)‑2*A(3,i)+A(3,i‑1)将它们分别存入如下矩阵中，D1＝[x；y；z]D2＝[xx；yy；zz]步骤三：求各帧中心点的曲率，具体是：设空间曲线Γ由一般参数方程给定，则Γ在点的曲率为：那么对于空间曲线公式则转换为：k(t)=||(x′(t),y′(t),z′(t))×(x′′(t),y′′(t),z′′(t))||||(x′(t),y′(t),z′(t))||3]]>步骤四：对所有曲率进行从大到小排序，再选取合适的前k个曲率；步骤五：把选出来的k个曲率对应的帧当作聚类簇的节点，将所有的帧分为k+1簇，这样便最终完成了帧聚类。