基於超圖的三維模型檢索方法研究

《基於超圖的三維模型檢索方法研究》是依託天津大學，由聶為之擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於超圖的三維模型檢索方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：聶為之
• 依託單位：天津大學

項目摘要

隨著多媒體採集設備和三維建模技術的發展，三維模型數量出現爆炸性的增長。如何對其進行有效管理，從而實現便捷的三維模型檢索成為當前亟待解決的問題。本課題研究中擬挖掘三維模型的多視角二維視圖表征中潛在的局部和全局結構特性，通過合理的超圖構建和匹配實現不同三維模型的相似性度量，從而實現有效的基於視圖的三維模型檢索。主要研究內容包括三方面：首先，擬通過三維模型的空間結構特徵和視覺特徵構建圖模型結構，利用有效的圖聚類算法提取三維模型的特徵視圖；其次，擬挖掘三維模型特徵視圖集合潛在的多層級局部結構化特性，從而實現超圖模型節點和邊的構建；最後，擬基於高階張量理論實現超圖全局結構的特徵表征，從而通過超圖匹配目標函式構建和求解實現三維模型相似性度量。本課題研究成果對計算機視覺和模式識別領域具有重要意義，並將為虛擬現實、數字娛樂等相關領域的發展提供技術基礎。

結題摘要

三維模型檢索技術是當前計算機視覺領域的一個高新技術前沿課題，相對於傳統基於文本和圖片的檢索方式，三維模型提供了更豐富的視覺和結構信息，因此可以實現更精確的信息檢索。隨著三維模型數據的逐年增多和三維模型數據套用領域的增多，有效的三維模型檢索技術可以大大縮減產品的設計周期，提高三維模型數據利用率，提高設計師工作效率，縮減企業生產成本。本課題圍繞三維模型檢索技術，從模型特徵視圖提取，模型結構化信息表征和模型相似度計算三個方面著手對模型檢索任務進行研究：首先，通過三維模型的空間結構特徵和視覺特徵構建圖模型結構，利用有效的圖聚類算法提取三維模型的特徵視圖；其次，挖掘三維模型特徵視圖集合潛在的多層級局部結構化特性，從而實現超圖模型節點和邊的構建；最後，通過高階張量理論實現超圖全局結構的特徵表征，從而通過超圖匹配目標函式構建和求解實現三維模型相似性度量。另外，課題組成員還利用自身在三維模型檢索上的技術積累，基於深度學習理論，在基於圖片信息的三維模型檢索等幾個方向進行了探索性研究。最終，課題的整體研究實現了一系列具有自主智慧財產權，性能可靠的三維模型特徵提取和相關軟體工具包，並構建了三維模型檢索算法測試平台，可以實現不同三維模型檢索算法在不同三維模型資料庫上的評測和結果展示。為真正實現三維模型檢索算法的實用化邁出了堅實的一步。