一種基于特征關(guān)系圖匹配的三維場景相似度評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明面向在線三維模型可視化領(lǐng)域，提出了一種能夠衡量三維場景之間視覺差 距的方法。該方法主要涉及信息自動提取與匹配領(lǐng)域，可以應(yīng)用于三維模型綜合簡化及其 結(jié)果自動評價。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 三維模型目前日益應(yīng)用廣泛，但三維模型數(shù)據(jù)量大、處理耗時長，因此需要自動綜 合簡化算法降低模型復(fù)雜度。在此過程中，需要對簡化后的模型進(jìn)行評價，從而保證簡化后 模型的質(zhì)量并進(jìn)一步改進(jìn)簡化算法。三維模型簡化評價的主要依據(jù)之一是視覺相似度，因 此本專利提出了一種能夠自動檢測三維場景視覺相似度的算法。該方法主要針對大規(guī)模場 景中多個模型的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的視覺相似度提出，利用特征關(guān)系圖提取三維場景的視覺特 征，定義其中模型特征與模型關(guān)系之間的視覺距離，并以此利用嵌套運土者距離計算兩個 三維場景之間的視覺相似度。以此可以對三維綜合簡化算法進(jìn)行評價。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明基于三維場景中模型自身特征及其相互分布關(guān)系對視覺感受的影響，利 用特征關(guān)系圖對三維場景進(jìn)行描述，通過定義模型特征及其關(guān)系的視覺距離，利用嵌套運 土者距離算法計算出特征關(guān)系圖之間的視覺相似度，并以此判斷三維場景之間的視覺相似 度。
[0004] 本發(fā)明所提出的基于特征關(guān)系圖匹配的三維場景相似度評價方法，其具體內(nèi)容如 下：
[0005] 1?特征關(guān)系圖定義
[0006] 三維場景的特征關(guān)系圖G定義如下：
[0007] G= {V,R},whereV= {(v^,Wj) 11 ^i^n}andR= {r^-11 ^i^n, 1 ^j^n}
[0008] 其中V為特征集合，R為關(guān)系集合。假設(shè)三維場景中由n個模型，其中每個模型都 有一個特征（Vi,，wj，其中Vi = (&i，h，hj為一個三維向量，表示模型最小包容合的長寬 高，wi為該模型的權(quán)重，可以用于調(diào)節(jié)部分關(guān)鍵模型在視覺可視化中的重要性，例如對于三 維城市模型中的地標(biāo)建筑等，可以通過增大器wi值使得其在評價中占據(jù)更高的比重。一般 情況下，如果模型權(quán)重一致，則wi= 1。關(guān)系集合R中的rij其值為模型i與j之間的空間 距離。圖1給出了三維場景中兩個模型之間的關(guān)系及其對應(yīng)的特征關(guān)系圖。
[0009]2.視覺距離定義
[0010] 本發(fā)明中分別定義特征與關(guān)系之間的視覺距離，
[0011] 特征之間的視覺距離定義為兩個模型最小包容合的歸一化體積之差：其中aimax為 Vi所在的場景中模型的最大的長度，于此類似，bimax為最大寬度，himax為最大高度；ajmax為模 型 ' 所在場景中最大的長度，bjmax為最大寬度，hjmax為最大高度。
[0012]
[0013] 關(guān)系間的視覺距離定義為歸一化距離之差，其中d_為r所在場景中模型間最大 的距離，d_，為r'所在場景中模型間最大的距離。
[0014]
【主權(quán)項】
1. 一種基于特征關(guān)系圖匹配的H維場景相似度評價方法，其實現(xiàn)過程的特征具體如 下；計算H維場景中各個模型的最小包容合（minimum bounding box), W其長寬高的幾何 屬性作為模型特征，并W模型之間的距離作為模型之間的關(guān)系，構(gòu)建特征關(guān)系圖；定義模型 特征W及其關(guān)系之間的距離，并W此計算兩個特征關(guān)系圖之間的嵌套運±者距離構(gòu)造，從 而獲取其代表的H維場景之間的視覺相似度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所描述的基于特征關(guān)系圖匹配的H維場景相似度評價方法，其特 點在于：模型特征為其最小包容合的幾何屬性，計算較為方便且模型適應(yīng)性廣，模型間關(guān)系 為其H維距離，即充分考慮模型在H維空間的分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書1所描述的基于特征關(guān)系圖匹配的H維場景相似度評價方法，其特 征在于通過對特征之間的語義距離W及模型關(guān)系之間的語義距離的定義，使得模型間視覺 相似度的調(diào)整更加靈活。本發(fā)明中，模型特征間距離計算方式如下：首先將模型特征進(jìn)行歸 一化處理（具體方式參見專利說明書），再計算最小包容合體積差異值作為特征之間的距 離；模型關(guān)系之間的距離定義如下：歸一化處理后關(guān)系值（兩個模型之間的H維空間距離） 之差。由于模型特征距離與關(guān)系距離均為基于歸一化后計算出的，因此可W克服模型放縮 所引起的誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所描述的基于特征關(guān)系圖匹配的H維場景相似度評價方法，其特 征在于利用嵌套運±者距離計算模型之間的差異，該算法能夠衡量因模型刪除而產(chǎn)生的視 覺差異，并綜合考慮模型特征及其相互關(guān)系，本發(fā)明給出了能夠反應(yīng)人眼視覺特征的參數(shù) 配置。
【專利摘要】在三維場景的綜合簡化過程中，需要刪除部分三維模型，本發(fā)明提出了一種基于特征關(guān)系圖匹配的視覺相似度評價方法，從而實現(xiàn)對原三維場景與簡化后三維場景間視覺相似度的自動計算。該方法首先基于最小包容合提取三維場景中單個模型的幾何特征(長、寬、高)，再分析模型之間的關(guān)系(距離)從而生成三維場景特征關(guān)系圖(Attribute？Relation？Graph)。通過計算原三維場景與簡化后三維場景特征關(guān)系圖之間的嵌套運土者距離，對模型場景之間的視覺相似度進(jìn)行評價。通過與用戶實驗的比較，本發(fā)明能夠有效反應(yīng)視覺特征。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104574348
【申請?zhí)枴緾N201310513853
【發(fā)明人】毛波, 李斌, 曹杰, 冀懷遠(yuǎn), 伍之昂
【申請人】南京財經(jīng)大學(xué), 江蘇蘇寧易購電子商務(wù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月28日