《基於度量幾何的三維關節變形模型的形狀匹配研究》是依託清華大學，由劉玉身擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於度量幾何的三維關節變形模型的形狀匹配研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：劉玉身
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三維形狀匹配是指根據幾何模型的形狀特徵，按一定的度量準則來衡量兩個或多個模型間局部或整體的相似性。三維形狀匹配是一個重要研究問題，在計算機圖形學、計算機輔助設計、計算機視覺、模式識別和生物信息學等多個領域具有廣泛的套用。傳統的匹配方法大多僅針對剛性的三維實體處理，而缺少對非剛性形狀匹配的深入研究。本課題基於度量幾何的理論和方法，提出非剛性模型中三維關節變形模型的形狀匹配框架和方法。本項目將系統地分析關節變形模型的變形原理和特性，研究基於度量幾何的形狀內蘊度量定義、表示和計算方法，提出新的形狀匹配算法，從而為關節變形模型的形狀比較、識別、檢索和重用提供必要的技術保障。研究內容包括：基於Cauchy-Crofton 公式和最小中位數平方(LMS)最佳化的積分不變數的並行計算，基於譜分析技術的內部譜距離計算，基於正則形式和Gromov-Hausdorff距離的形狀匹配算法。
結題摘要
本項目圍繞基於度量幾何的三維模型形狀匹配問題展開研究，研究對象不僅針對通用的三維模型，也推廣到了建築領域的三維產品模型，基於研究成果開發了針對多種領域的三維模型匹配、檢索、語義標註的原型系統。主要成果包括：（1）提出一種三維模型的可視內部體積度量方法，並將該度量方法套用到三維關節變形模型的關節提取、模型分割、形狀匹配與檢索；（2）提出一種基於局部形狀半徑的關節感知形狀描述子方法，並套用於三維關節變形模型的關節識別與提取，提高了形狀匹配精度；（3）提出一種基於領域本體的三維模型語義檢索方法，並開發了一個三維模型檢索的原型系統，本研究是對課題中三維模型語義檢索的擴展研究；（4）提出了一種基於領域本體的三維模型語義標註方法，並應到三維模型語義檢索、模型庫自動聚類，本研究是對課題中三維模型語義標註的擴展研究；（5）提出了一種基於領域語義的路徑規划算法，本研究是對課題中距離度量的擴展研究；（6）提出了一種基於內容的三維建築產品模型的數據壓縮算法，本研究是對課題中三維模型數據處理的擴展研究，可用於STEP表示的三維模型數據的預處理和去冗餘。作為通訊作者，項目期間共發表論文8篇，其中SCI索引論文6篇，國際會議論文2篇。此外，1篇SCI論文獲得Elsevier期刊《Advanced Engineering Informatics》（CCF B類）的Highly Cited Research獎，1篇論文獲得國際會議ICCCBE 2016的Best Student Presentation獎。
