[发明专利]一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法

权利要求书

1.一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先给定一个BIM模型p，再利用极值点最优球算法来快速计算BIM模型的最优外接球B_p，使得BIM模型p中所有3D形状均处于在最优外接球B_p的内部或边界上，然后不断扩大最优外接球B_p的半径，得到观测球O_p；

步骤二：先为观测球O_p设置不同的观察点，再由不同的观察点到观测球O_p中心，捕获不同角度的BIM构件模型图像，接着采用VGG19网络的识别算法从捕获的BIM构件模型图像中找出最具代表性的图像，作为特征图；

步骤三：使用标准版VGG19网络的16个卷积层和5个池化层，在不使用完全连接层的情况下构建风格特征提取模型，将特征图输入风格特征提取模型中，获取特征图的风格向量；

步骤四：将输入特征图得到风格向量与数据库中存储的图像风格向量进行相似度匹配排序，并选择出风格相似度最高BIM构件，以完成BIM构件智能推荐。

2.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤二中，设置观察点时，参考足球具备32个面，在观测球O_p上设置32个观察点，且32个观察点分别为足球32个面的中心。

3.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤二中，找出最具代表性的图像时，对每张捕获的BIM构件模型图像进行分数评估计算，评估函数公式如下：

其中，max(C_i)和max2(C_i)分别代表C_i的最大值和第二大值，σ(C_i)是C_i的标准差，最后选择▽最大的图像作为特征图。

4.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤三中，通过按比例缩放权重来规范化VGG网络，使得每层卷积滤波器在图像和位置上的平均激活值等于1。

5.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤三中，通过VGG网络的浅层提取特征图的细节特征，同时VGG网络的深层保留特征图中物体的高级抽象特征，所述细节特征包括特征图的线条、颜色和花纹，所述高级抽象特征包括特征图中物体的形状和位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤三中，通过风格特征提取模型获取特征图在不同卷积层的特征，再分别提取不同卷积层的特征进行Gram矩阵计算，并且每层所得结果均为对称矩阵，选取特征图主对角线及以上的元素组成原始风格向量S^l：

对原始风格向量进行L2范数归一化，使向量中数据映射到(0，1)或(-1，1)之间，并定义一个风格向量V^l：

7.根据权利要求1所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：所述步骤四中，选择出风格相似度最高BIM构件的具体步骤为：设向量

则风格相似度D^l定义如下:

输入图像经过风格特征提取模型获取风格向量V^conv1_1、V^conv2_1、V^conv3_1、V^conv4_1、V^conv5_1，与数据库中存储图像相应层的风格向量进行欧式距离计算，得到五层风格相似度D^conv1_1、D^conv2_1、D^conv3_1、D^conv4_1、D^conv5_1，再计算组合五层风格向量的风格相似度D，最后对风格相似度D进行排序并推荐出风格相似度最高的K个BIM构件。

8.根据权利要求7所述的一种基于风格迁移的BIM设计推荐方法，其特征在于：将欧式距离作为衡量图像风格相似度的标准，则两张图像之间的欧式距离越小，证明风格越相似。