[发明专利]三维模型特征提取方法和系统、三维模型检索方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及三维模型处理领域，特别涉及一种三维模型特征提取方法和系统，以及一种三维模型检索方法和系统。

【背景技术】

如今，三维模型的应用的非常广泛，工业产品设计、虚拟现实、虚拟人、三维游戏、教育、影视动画等都广泛使用三维模型。

为了便于进行三维模型的数字化存储、三维模型的匹配检索等处理，需要提取三维模型的特征。传统的方法提取三维模型的轮廓特征，而轮廓特征相对比较简单，无法得到模型的总体形状特征，而且同一三维模型在不同的缩放比例或旋转角度状态下，所提取到的轮廓特征有可能是不一样的，即提取的轮廓特征会受到三维模型的缩放和旋转的影响。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种提取的特征不受三维模型的缩放和旋转影响的三维模型特征提取方法和系统。

一种三维模型特征提取方法，包括以下步骤：

对三维模型进行体素化处理，生成体素模型；

获取体素模型的重心；

计算体素模型中每个体素到重心的距离，获取计算得到的距离中的最大距离；

生成以重心为球心、以最大距离为半径的球体，将球体用等距离的预设数量个同心球面划分为多个空间区域，所述同心球面的球心为所述重心；

计算各空间区域中体素的数量，获取各空间区域中体素数量的最大值；

根据各空间区域中体素的数量以及各空间区域中体素数量的最大值计算体素模型的体素密度分布特征。

在其中一个实施例中，所述对三维模型进行体素化处理，生成体素模型的步骤包括：

获取三维模型的网格模型；

对网格模型进行平移变换，使得平移变换后坐标系原点位于网格模型内部；

获取网格模型的所有顶点的x坐标值中的最大x坐标值和最小x坐标值、y坐标值中的最大y坐标值和最小y坐标值、z坐标值中的最大z坐标值和最小z坐标值；

生成以第一点和第二点为对角线的包围盒，所述第一点的x坐标为最大x坐标值、y坐标为最大y坐标值、z坐标为最大z坐标值，所述第二点的组成的x坐标为最小x坐标值、y坐标为最小y坐标值、z坐标为最小z坐标值；

将生成的包围盒均匀切割成预设大小的体素；

根据网格模型的网格向量获取网格模型内部的体素，并由所述网格模型内部的体素组成体素模型。

在其中一个实施例中，根据各空间区域中体素的数量以及各空间区域中体素数量的最大值计算体素模型的体素密度分布特征的步骤包括：

根据以下公式计算各空间区域中体素的相对密度，得到体素密度分布特征的相对密度向量(r₁,...,r_N)：

ri=SiSmax(i=1,...,N),]]>

其中，r_i为划分的空间区域中第i个空间区域的体素的相对密度，S_i为第i个空间区域中体素的数量，S_max为划分的空间区域的体素数量的最大值，N为划分的空间区域的数量；

根据以下公式计算各空间区域的体素在极坐标方向上的一阶数值差分，得到体素密度分布特征的一阶数值差分向量(dr_i,...,fr_N)：