三维模型的缩放方法技术

本发明专利技术提供了一种三维模型的缩放方法，所述方法包括：定义点云模型中的起始体素和终止体素，所述起始体素和终止体素为点云模型的紧密包围盒中与缩放方向平行的且对角平行的两条；对每个缩放的方向，执行：获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从所述缝集合中获取最优缝集合；根据所述最优缝集合中的最优缝的能量值，采用最优缝的删补法对点云模型进行缩放。采用该方法，能够对三维的点云模型进行缩放、应用范围更广更具有普适性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，所述方法包括：定义点云模型中的起始体素和终止体素，所述起始体素和终止体素为点云模型的紧密包围盒中与缩放方向平行的且对角平行的两条；对每个缩放的方向，执行：获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从所述缝集合中获取最优缝集合；根据所述最优缝集合中的最优缝的能量值，采用最优缝的删补法对点云模型进行缩放。采用该方法，能够对三维的点云模型进行缩放、应用范围更广更具有普适性。【专利说明】
本专利技术涉及三维图像处理技术，特别是涉及一种。
技术介绍
三维模型的缩放技术在组建新模型和适应不同尺寸的场景的情况下非常有用。但 是，对三维模型各处进行统一缩放在应用中会受到很大的限制，因为直接对模型进行统一 缩放会破坏模型某些特征，从而导致一些视觉上的扭曲。因此，如何能够在缩放时尽可能地 保持原有的结构和特征便称为模型缩放技术中的一大研究热点。 传统的模型缩放方法包含缝删补法和非一致性缩放技术。其中，缝删补法具体是： 使用一种能量函数（比如梯度函数、熵函数、视觉凸显函数等）来定义像素的重要性，并定义 "缝"为一组由图像的最顶部到最底部，或者由图像的最左端到最右端的8领域像素路径，使 得这条路径满足一种基于图像能量上的最优化，然后通过迭代地朝一个方向剔除或者增添 "缝"，能够在保持图像主体内容的前提下改变图像的尺寸。对于图像收缩，为了保留图像上 的主体内容，缝删补法尽可能地剔除一些低能量的像素而保持高能量的像素。对于图像拉 伸，则按照能量由小到大的顺序逐一插入"缝"。 非一致性缩放技术是针对复杂模型所提出的。对复杂模型单纯地运用一个全局的 缩放因子是不够的，因为复杂模型常常会包含一些经缩放容易变形的部件或者特征。通过 观察发现，如果对复杂模型运用统一的全局缩放因子，则不同部件之间的变形程度是不一 样的，但是这种不同的变形程度并非均勻一致地分布在模型的表面，一些明显的变形处于 具有某些特定特征的表面，而某些特征的部位则基本不受变形的影响。因此，对于复杂模 型，不同特征的部位应当进行不同程度的缩放，尽量保持那些易受缩放带来变化影响的部 位的原有特征，而对不易受缩放带来变形影响的部位进行相对大尺度的缩放。通过所谓的 滑动性分析和法线曲率分析，可以测定复杂物体的某些部位受缩放带来的变形影响的程度 大小。 然而，现有的缝删补法只能应用于二维图像，还没有将缝删补法扩充到三维领域 上的有效方法。而复杂模型的非一致性缩放技术虽然是三维图形领域的缩放技术，但是其 有两点的局限性：其一，该方法只能针对网格模型进行操作；其二，对模型易变形程度的测 定方法基本只是针对一些规则性的几何结构有效，也就是说该方法只是针对那些有一些基 本几何体组成的复杂模型有效。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统技术中的局限性的问题，提供一种能对三维的点云模型 进行缩放、应用范围更广更具有普适性的。 -种，所述方法包括： 定义点云模型中的起始体素和终止体素，所述起始体素和终止体素为点云模型的 紧密包围盒中与缩放方向平行的且对角平行的两条； 对每个缩放的方向，执行： 获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从所述缝集合中获取最优缝集 合； 根据所述最优缝集合中的最优缝的能量值，采用最优缝的删补法对点云模型进行 缩放。 在其中一个实施例中，所述获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从 缝集合中获取最优缝集合，包括： 对每个起始体素，获取从起始体素出发到达终止体素的所有缝，组成缝集合，所述 缝集合中缝的能量值为其包含的体素的能量值的总和，获取所述缝集合中能量值最小的缝 为最优缝，组成最优缝集合。 在其中一个实施例中，所述获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从 缝集合中获取最优缝集合，包括： 对每个起始体素，执行： 找到所有与起始体素毗邻的体素，获取毗邻体素中累计最低能量值最小的体素， 如此层层递推到终止体素，由每一个终止体素向前回溯到起始体素并记录下路径，该路径 即为以该终止体素收尾的一条最优缝，该最优缝的能量值则为其终止体素的累计最低能量 值； 对每个起始体素得到的最优缝组成最优缝集合。 在其中一个实施例中，所述找到所有与起始体素毗邻的体素，获取毗邻体素中累 计最低能量值最小的体素，如此层层递推到终止体素，包括： 从起始体素开始，对每个体素循环执行以下过程，直到到达终止体素： 找到体素的26个毗邻体素，计算每个毗邻体素的累计最低能量值，获取其中累计 最低能量值最小的毗邻体素。 在其中一个实施例中，采用如下公式计算体素的每个毗邻体素的累计最低能量 值： M(i, j, k) =e(i, j, k)+min{M(i-1, j-1, k+l),M(i, j-1, k+l),M(i+l, j-1, k+1), M(i_l, j-1, k)，M(i, j-1, k)，M(i+1, j-1, k)，M(i_l, j-1, k-1)，M(i, j-1, k-1)，M(i+ 1, j_l, k-1), M(i-1, j,k+l),M(i, j,k+l),M(i + l, j,k+l),M(i-l, j, k), M (i + 1, j, k), M (i-1, j, k-1), M(i, j, k-1), M(i+1, j, k-1), M(i-1, j+1, k+1), M(i, j+1, k+1), M(i+1, j+1, k+1), M(i-1, j+1, k), M (i, j+1, k), M(i+1, j+1, k), M (i-1, j+1, k-1), M(i, j+1, k-1), M(i+ 1, j+l,k-l)} 其中，M(i，j，k)为体素 v(i，j，k)的累计最低能量值，e(i，j，k)为体素的能量值， i、j、k分别为体素在X、Y、Z轴上的索引号。 在其中一个实施例中，所述根据所述最优缝集合中的最优缝的能量值，采用最优 缝的删补法对点云模型进行缩放，包括： 将所述最优缝集合按照能量值由小到大进行排序； 若在所述缩放的方向上收缩，则从最优缝集合中依次选择能量值低的最优缝进行 删除，且每删除一条最优缝，则将所述删除的最优缝后面的体素前移补充删除的最优缝； 若在所述缩放的方向上伸张，则从最优缝集合中依次选择能量值低的最优缝，将 所述选择的最优缝后面的体素后移，然后复制所述选择的最优缝补充空出的位置。 在其中一个实施例中，所述方法还包括： 采用主元分析法计算点云模型的紧密包围盒的三个方向； 以预设单位长度为标准沿所述三个方向对点云模型划分为若干个空间单位小方 格，即为体素。 在其中一个实施例中，所述方法还包括： 获取点云模型中所有点的法线信息； 对每个体素，获取体素的能量值为该体素中所有点的法线方向偏离平均法线方向 的程度。 在其中一个实施例中，对每个体素中的所有点{pmPi，...，ps}，这些点对应的 法线信息为{lV rip . . .，ns},法线方向的方差为了 -义胃)2，则计算体素的能量值为 【权利要求】1. 一种，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维模型的缩放方法，所述方法包括：定义点云模型中的起始体素和终止体素，所述起始体素和终止体素为点云模型的紧密包围盒中与缩放方向平行的且对角平行的两条；对每个缩放的方向，执行：获取从每个起始体素出发到达终止体素的缝集合，从所述缝集合中获取最优缝集合；根据所述最优缝集合中的最优缝的能量值，采用最优缝的删补法对点云模型进行缩放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉培，郑倩，陈宝权，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44