一种基于特征关系图匹配的三维场景相似度评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明面向在线三维模型可视化领域，提出了一种能够衡量三维场景之间视觉差 距的方法。该方法主要涉及信息自动提取与匹配领域，可以应用于三维模型综合简化及其 结果自动评价。 二、
【背景技术】
[0002] 三维模型目前日益应用广泛，但三维模型数据量大、处理耗时长，因此需要自动综 合简化算法降低模型复杂度。在此过程中，需要对简化后的模型进行评价，从而保证简化后 模型的质量并进一步改进简化算法。三维模型简化评价的主要依据之一是视觉相似度，因 此本专利提出了一种能够自动检测三维场景视觉相似度的算法。该方法主要针对大规模场 景中多个模型的整体拓扑结构的视觉相似度提出，利用特征关系图提取三维场景的视觉特 征，定义其中模型特征与模型关系之间的视觉距离，并以此利用嵌套运土者距离计算两个 三维场景之间的视觉相似度。以此可以对三维综合简化算法进行评价。 三、
【发明内容】
[0003] 本发明基于三维场景中模型自身特征及其相互分布关系对视觉感受的影响，利 用特征关系图对三维场景进行描述，通过定义模型特征及其关系的视觉距离，利用嵌套运 土者距离算法计算出特征关系图之间的视觉相似度，并以此判断三维场景之间的视觉相似 度。
[0004] 本发明所提出的基于特征关系图匹配的三维场景相似度评价方法，其具体内容如 下：
[0005] 1?特征关系图定义
[0006] 三维场景的特征关系图G定义如下：
[0007] G= {V,R},whereV= {(v^,Wj) 11 ^i^n}andR= {r^-11 ^i^n, 1 ^j^n}
[0008] 其中V为特征集合，R为关系集合。假设三维场景中由n个模型，其中每个模型都 有一个特征（Vi,，wj，其中Vi = (&i，h，hj为一个三维向量，表示模型最小包容合的长宽 高，wi为该模型的权重，可以用于调节部分关键模型在视觉可视化中的重要性，例如对于三 维城市模型中的地标建筑等，可以通过增大器wi值使得其在评价中占据更高的比重。一般 情况下，如果模型权重一致，则wi= 1。关系集合R中的rij其值为模型i与j之间的空间 距离。图1给出了三维场景中两个模型之间的关系及其对应的特征关系图。
[0009]2.视觉距离定义
[0010] 本发明中分别定义特征与关系之间的视觉距离，
[0011] 特征之间的视觉距离定义为两个模型最小包容合的归一化体积之差：其中aimax为 Vi所在的场景中模型的最大的长度，于此类似，bimax为最大宽度，himax为最大高度；ajmax为模 型 ' 所在场景中最大的长度，bjmax为最大宽度，hjmax为最大高度。
[0012]
[0013] 关系间的视觉距离定义为归一化距离之差，其中d_为r所在场景中模型间最大 的距离，d_，为r'所在场景中模型间最大的距离。
[0014]
【主权项】
1. 一种基于特征关系图匹配的H维场景相似度评价方法，其实现过程的特征具体如 下；计算H维场景中各个模型的最小包容合（minimum bounding box), W其长宽高的几何 属性作为模型特征，并W模型之间的距离作为模型之间的关系，构建特征关系图；定义模型 特征W及其关系之间的距离，并W此计算两个特征关系图之间的嵌套运±者距离构造，从 而获取其代表的H维场景之间的视觉相似度。
2. 根据权利要求书1所描述的基于特征关系图匹配的H维场景相似度评价方法，其特 点在于：模型特征为其最小包容合的几何属性，计算较为方便且模型适应性广，模型间关系 为其H维距离，即充分考虑模型在H维空间的分布。
3. 根据权利要求书1所描述的基于特征关系图匹配的H维场景相似度评价方法，其特 征在于通过对特征之间的语义距离W及模型关系之间的语义距离的定义，使得模型间视觉 相似度的调整更加灵活。本发明中，模型特征间距离计算方式如下：首先将模型特征进行归 一化处理（具体方式参见专利说明书），再计算最小包容合体积差异值作为特征之间的距 离；模型关系之间的距离定义如下：归一化处理后关系值（两个模型之间的H维空间距离） 之差。由于模型特征距离与关系距离均为基于归一化后计算出的，因此可W克服模型放缩 所引起的误差。
4. 根据权利要求书1所描述的基于特征关系图匹配的H维场景相似度评价方法，其特 征在于利用嵌套运±者距离计算模型之间的差异，该算法能够衡量因模型删除而产生的视 觉差异，并综合考虑模型特征及其相互关系，本发明给出了能够反应人眼视觉特征的参数 配置。
【专利摘要】在三维场景的综合简化过程中，需要删除部分三维模型，本发明提出了一种基于特征关系图匹配的视觉相似度评价方法，从而实现对原三维场景与简化后三维场景间视觉相似度的自动计算。该方法首先基于最小包容合提取三维场景中单个模型的几何特征(长、宽、高)，再分析模型之间的关系(距离)从而生成三维场景特征关系图(Attribute？Relation？Graph)。通过计算原三维场景与简化后三维场景特征关系图之间的嵌套运土者距离，对模型场景之间的视觉相似度进行评价。通过与用户实验的比较，本发明能够有效反应视觉特征。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104574348
【申请号】CN201310513853
【发明人】毛波, 李斌, 曹杰, 冀怀远, 伍之昂
【申请人】南京财经大学, 江苏苏宁易购电子商务有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日