一种人体三维Reeb图计算方法

提出一种人体三维Reeb计算方法。利用人体三维网格数据的顶点坐标,求取顶点的测地距离,构造Morse函数,依据顶点的三角面关系提取人体三维模型的Reeb图,给出基于Reeb图的一般人体骨架结构表示。通过计算Reeb图上弧的曲率,判断是否需要增加关节节点,从而能更准确地描述人体三维模型的拓扑结构。实验结果表明,该方法计算量小、适用性广。

针对面片的Reeb图骨架抽取算法

骨架是三维模型几何形状的表示方式之一。它保存了模型的拓扑特性,有着广泛的应用前景。提出了一种基于面片采用Reeb图对多边形网格模型进行骨架抽取的算法。通过对模型进行一定的预处理保证面片的规则,定义面片间距离计算方法,创建模型的对偶图,识别连通分量,在连通分量上应用Reeb图的计算思想抽取原模型的骨架。试验表明,该算法具有较好的计算效果和效率,最终的骨架保存了模型的拓扑连通性以及姿态,可用于基于内容的三维模型检索时的特征描述符。

3维点云的拓扑结构表征与计算技术

拓扑结构特征在3维点云的简化、变形、曲面重建、匹配与检索、形状分析与理解、压缩与传输以及实际应用中具有重要的作用,是3维点云信息的一类关键特征。该文综述了3维点云拓扑结构表征与计算的一些有关概念、方法和技术,评述了点云拓扑结构表征与计算的典型方法及其最新进展,介绍了点云拓扑结构表征及计算的一些实际应用,给出了一些研究结果,并展望了这些问题的发展趋势。

高斯曲率约束的MRG骨架提取优化算法

三维模型的骨架保持了模型的拓扑特性,并被广泛应用于模型相似性比较、计算机动画及压缩等领域.根据多分辨率Reeb图的原理,提出了一种基于离散高斯曲率约束的骨架提取优化算法.通过计算网格顶点的离散高斯曲率判断曲面局部凸凹特性,以获取模型表面的双曲极值点作为约束点;并依据约束点及其邻域的μ函数值产生的分裂线进行区域细分,获得子连通区域、确定关节点、形成优化的骨架结构.实验结果表明,该算法有效地突出了模型的拓扑分支特征以及模型表面的细节,提高了骨架提取的精度和效率.

一种MRG骨架树的三维模型检索方法

根据多分辨率Reeb图(MRG)原理,依据测地线函数分割模型,有效地提取反映模型拓扑结构的Reeb图骨架。进而,映射Reeb图为树结构,分析各骨架节点的拓扑属性,并提取其相应区域的离散曲率信息作为局部形状属性。最终,有效结合拓扑和几何形状特征,计算模型的相差度。该方法突出了模型的总体拓扑特征以及模型的表面细节,一系列的实验结果验证了其高效性、鲁棒性。

基于优化DRG的三维人体点云骨架提取方法

针对离散Reeb图(Discrete Reeb Graph,DRG)描述人体骨架时分支部位骨架线偏离中轴的问题,采用了能量函数最小化的方法对DRG曲线进行优化。将人体模型的DRG曲线作为初始骨架,定义其能量函数,在点云模型的距离场梯度的作用下,迭代地调整偏离中轴目标段的曲线位置使其逐渐逼近中轴,能量函数最小时得到优化的骨架。将该算法应用于同一模特四个不同姿势和四个不同模特同一姿势的人体点云模型,并与基于拉普拉斯算子的点云收缩的骨架提取方法进行了比较。结果表明,该算法能够很好地适应各种不同姿势和体型,模型分叉部位的特征得到更加完善的描述,得到的骨架曲线更接近模型的中轴。

骨架驱动的三维模型变形方法

为发展三维网格模型的变形技术,研究了多种三维模型变形算法,通过对骨架驱动变形算法的深入研究,针对现行算法多是以单一骨架驱动变形的不足,提出了一种新的基于多骨架点驱动的交互式局部变形方法。有效结合模型的骨架图结构,确定各骨架点对应的局部区域。并将骨架点拟合为二次Bézier曲线,通过交互式拖动任意骨架点计算与之相连的多骨架点的动态变化,实现模型局部区域的自然形变。实验结果表明了该算法的有效性和直观性。

Polycube参数化自动构造

提出了Polycube参数化的自动构造技术.该算法首先对网格进行特征分解,然后用立方体组成的一些基本形体逼近分解得到的各部分网格区域,确定基本Polycube的顶点和边在区域上的对应顶点和路径,将各区域进一步分解为面片,从而在构造Polycube的同时完成对曲面的分片,最后再分片参数化并进行面片间的平滑,高效地实现了Polycube的自动参数化.该方法在很大程度上减少了Polycube构造过程中的人工干涉,使其能够在纹理映射等方面得到应用.

基于骨架关节点约束的交互式局部变形

利用广义元球变形技术,提出一种基于骨架关节点约束的交互式局部变形方法。该方法提取多边形网格模型的骨架关节点并结合模型骨架图结构确定骨架关节点对应的局部区域,计算三维网格点到骨架节点的欧式距离,将约束区域的最大欧氏距离作为约束半径,得到各骨架节点对应的势函数值,通过控制骨架节点的空间位置给出三角形面片点的新坐标位置。实验结果表明,该方法有效保持多边形网络模型的局部特征,并确保了模型变形的直观性和高效性。

视觉图像相似性在三维模型相似性比较中的应用

提出一种基于视觉的三维模型相似性比较算法.首先计算三维模型的带深度信息的正交平面投影图像,然后采用Zernike描述子和Reeb图比较这些正交投影图像的形状相似性,最后通过正交投影图像的形状相似性来获得三维模型的相似性.实验结果表明:该算法具有较好的三维模型检索准确性,并且对坐标系旋转变换、模型噪声、网格简化和细分具有较好的鲁棒性.

融合形状特征的MRG骨架树三维检索方法

提出一种基于MRG骨架树的三维模型检索方法。根据多分辨率Reeb图(MRG)的原理,提取反映模型拓扑特征的Reeb图骨架并且映射成树形结构,分析了节点的拓扑属性。针对拓扑属性在形状特征上的表达能力不足,在节点相应区域提取离散曲率和面积比例描绘局部的形状特征。有效地结合了模型的拓扑特征和形状特征计算模型的相似度。该方法突出了模型的整体拓扑特征和形状特征,实验结果表明了该方法的高效性和鲁棒性。

基于混合签名的三维模型匹配算法

基于传统的Reeb图(RG)表示方法,提出一种新的Reeb图描述法,对RG进行参数化表示,加强了RG表示中的拓扑一致性,突出了模型的几何结构特征.构建RG后,将其分割为多个Reeb图表,再经过拓扑化映射形成标准平面域,分别计算面积变化与角度变化,作为描述三维形状的特征的混合签名.并利用该方法进行三维模型检索,提高模型间相似性估计的准确性,首先根据相应签名的最小差异,创建相应的Reeb图表对,然后通过匹配Reeb图表对,量化模型间全局相似度.实验表明,相比较于其他方法,该检索方法更加高效、准确.

多封闭区间三维模型的骨架提取与检索

提出了动态邻接封闭区间连接方法以及基于球面特征的检索方法.依据模型封闭区间的位置关系以及所占比重对原模型的多个封闭区间进行连接,将原模型合并成一个封闭区间,计算模型各点的#值,即测地线距离函数值,分裂区间,聚合成骨架点,去除冗余点得到连通的骨架;以#值最小的骨架点为球心,在骨架上建立N个球面,提取球面相交的特征用于检索.实验结果表明,本文算法能有效提取多封闭区间三维模型骨架,提高三维模型的查准率.

一种基于Reeb图的3维肢体分割算法

人体行为分析与识别已经成为计算机视觉领域的一个热点问题,3维肢体分割在行为分析与识别中具有很重要的作用。这里提出了一种基于Reeb图的三维肢体分割的算法。对重构好的三维人体模型进行Reeb图提取,然后根据Reeb图节点的连接关系计算节点的度,关键节点定义为度非2的节点,再根据关键节点对Reeb骨架图进行分割,最后计算重构模型上点与Reeb骨架图的对应关系,反映射完成对人体模型的3维肢体分割。

关节特征约束的3维模型骨架提取算法

根据多分辨率Reeb图（MRG）的原理，提出一种基于关节特征约束的骨架优化算法。它克服了基于曲率约束提取骨架方法中逐点计算顶点的曲率约束轮廓的低效性，通过分析网格顶点的离散高斯曲率，获取模型表面上具有凹陷特性的双曲极值点作为约束点，进行关节特征区域的有效提取。进而增加关节特性点，优化MRG骨架。实验结果表明，本方法有效地突出了模型的拓扑分支特征以及模型表面的细节，提高了骨架提取的精度和效率。

一种三维拓扑信息提取的并行实现方法

针对三维拓扑信息提取算法数据量大,计算复杂的问题,提出了一种基于Reeb图描述的三维拓扑信息提取的并行实现方法。在已得到目标三角形网格的前提下,利用三维网格数据的顶点坐标和三角面关系,通过计算测地距离来构造莫尔斯函数,并根据顶点的三角面关系提取Reeb图;通过分析Reeb图提取计算过程中各步骤的耗时与并行性,对提取算法的关键模块进行并行优化。实验表明,经过并行化,在双核平台上的加速比可达到1.70。