数字几何模型联合分割方法研究

发布时间：2016-11-23 10:52

  本文关键词：数字几何模型联合分割方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南京大学》 2015年

数字几何模型联合分割方法研究

章菲倩  

【摘要】：三维数字几何模型作为继数字音频、图像与视频后的新一代数字媒体类型,已在工业制造、数字娱乐、生物医药、数字文化遗产保护等诸多领域获得广泛应用。针对这类数据的数字几何处理问题也已成为计算机图形学领域的一个研究热点,并正朝着几何理解和语义化生成方向发展。数字几何模型分割作为众多数字几何处理任务的关键性步骤,受到了国内外研究学者的广泛关注。然而,传统单模型分割方法难以一致地处理诸如功能语义部件相同而几何特征不相似的模型,也就无法满足数字几何模型语义化处理的需求。而最新提出的联合分割方法则通过对模型集的分析,获得其公共部件组成规律,实现了同类模型功能语义部件的一致性分割,为解决数字几何模型分割问题提供了一个崭新的研究思路。本文根据数字几何模型联合分割的研究现状和特点,围绕预分割敏感性、交互意图控制,以及模型集更新等问题,从发现式联合分割、指导式联合分割,以及复合式联合分割三方面对数字几何模型联合分割问题进行了系统而深入的研究,取得的创新性成果主要包括以下几个方面：1) 提出一种采用模糊C均值与随机游走的联合分割方法。该方法先采用高效的模糊C均值聚类算法直接对面片单元聚类,降低了面片级聚类的计算复杂度；进而采用随机游走算法将模型分割特性结合到聚类度量中,保证了面片单元聚类结果的几何有效性,从而,通过对模糊C均值聚类算法和随机游走算法的结合消除了发现式联合分割方法的预分割敏感性,并提高了分割过程的稳定性。2) 提出一种采用在线学习的渐进式累积分割方法。该方法首先采用区域交互方式简化用户交互,并通过在线多类LPBoost和在线随机森林模型在线地训练分割模型,进而采用图割优化算法利用该分割模型对三维模型进行分割。该方法允许用户以渐进式方式进行三维模型的分割,且能在模型集变化过程中增量式地更新模型,从而解决了指导式联合分割方法的交互意图控制和模型集更新问题。3)提出一种采用混合学习的增量式累积分割方法。该方法通过发现式方法获得预定义分割,解决了渐进式累积分割方法初始阶段交互次数过多问题；进而通过渐进式累积分割过程实现了交互可控的三维模型分割,解决了发现式方法难以交互控制问题：最后通过加权在线学习方法将发现式方法和渐进式累积的指导式方法混合起来,实现了以预定义分割为基础的增量式累积过程,并实现了一种同时适应于发现式方法和指导式方法的模型集增量更新机制,解决了复合式联合分割方法的模型集更新问题,形成了一种可预定义、可交互、可累积、可更新的联合分割方法框架。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

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