一种鞋楦模型的特征点与结构线提取方法与流程

1.本发明涉及鞋楦模型测量的技术领域，尤其是指一种鞋楦模型的特征点与结构线提取方法。


背景技术：

2.鞋楦的特征点和结构线是用来描述鞋楦特征的基础，为后续的制鞋过程提供了基本信息。传统的鞋楦特征点和结构线的标记手法主要有三个步骤：1.用手卡法标定楦底前后端点，统口前后端中点；2.然后再标定统口中心点；3.用划盘针标划“三点一线”，或者用手工分割标划“三点一线”，效率较低。
3.因此，近年来随着信息技术的发展，数字化鞋楦更多的应用到制鞋领域，鞋楦特征点和结构线的提取也需要迁移到数字鞋楦上。目前市面上有很多类似rhino、3d studio max等三维建模软件，但是这些软件没有专门的提取特征点功能，制鞋业的专用建模软件如shoelast等，特征点一般是需要设计师手工标定，而采用手工标定的方式通常存在一定的偏差，如果偏差没有处理好，在以后的鞋面设计过程中会导致整个设计流程翻倒重来，所以现在亟需鞋楦模型的特征点与结构线提取算法。


技术实现要素：

4.本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种鞋楦模型的特征点与结构线提取方法，通过运用pca计算和分割鞋楦模型，确定鞋楦模型的楦底面和统口面，从而提取鞋楦模型的特征点，再根据特征点对鞋楦模型的结构线进行提取，适用于各种类型的鞋楦模型，避免人工测量导致的误差过大，提高识别率。
5.为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种鞋楦模型的特征点与结构线提取方法，包括以下步骤：
6.1)计算鞋楦模型的主元方向，确定鞋楦模型的四个特征点的大致位置，即确定楦底后跟点、楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点的大致位置，并对鞋楦模型进行分割，根据各分割区域的面积，选取面积排名前十的区域；
7.2)根据面积排名前十的区域，定位鞋楦模型的楦底面和统口面，进而精准定位并提取鞋楦模型的四个特征点；
8.3)根据鞋楦模型的四个特征点，进行鞋楦模型的结构线的提取。
9.进一步，在步骤1)中，根据pca计算鞋楦模型的主元方向，主成分的主方向即为鞋楦模型的楦底后跟点和楦底楦尖点之间形成的方向，同时主成分的次方向即为鞋楦模型的统口后跟点和统口前端点之间形成的方向，从而确定鞋楦模型的楦底后跟点、楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点的大致位置。
10.进一步，在步骤1)中，对鞋楦模型进行分割，根据分割鞋楦模型得到的各个区域面积进行排序，对面积排名前十的区域提取信息，通过最小二乘法对面积排名前十的区域进行平面拟合，得到面积排名前十的区域的法向。
11.进一步，所述对面积排名前十的区域提取的信息包括区域中心点。
12.进一步，在步骤2)中，包括以下步骤：
13.2.1)在面积排名前十的区域中，判断在主元方向投影面积最大的区域为楦底面，通过楦底面的法向进一步定位鞋楦模型的四个特征点；同时，判断在楦底面投影面积最大的区域为统口面，且其区域中心点高于楦底面和统口面的特征点中点；
14.2.2)定位统口面后，通过pca确定并提取统口面的统口前端点和统口后跟点；
15.2.3)比较两个楦底面的特征点与统口面的区域中心点的距离，判断与统口面的区域中心点距离大的特征点为楦底楦尖点，再遍历楦底面的所有顶点，确定与楦底楦尖点距离最大的顶点为楦底后跟点，提取楦底楦尖点和楦底后跟点。
16.进一步，在步骤3)中，包括以下步骤：
17.3.1)以楦底楦尖点、楦底后跟点和统口面的区域中心点共同确定一个平面p；
18.3.2)以楦底后跟点为起始点，寻找邻域中第一个与平面p的交点为交点a，再通过蛇形遍历的方式，在鞋楦模型上确定所有与交点a形成的交线，形成一条环形交线；
19.3.3)通过楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点对环形交线进行分割，从而提取鞋楦模型的楦底面、楦面、统口面的结构线。
20.本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
21.1、本发明运用pca定位特征点，在对鞋楦模型分割的过程中分别只对顶点遍历一次，后续的计算只是在小区域内进行，总体效率优；
22.2、本发明受干扰影响小，即在数字鞋楦模型质量不好的时候，如鞋楦表面不光滑、有噪声和空洞的情况下也能准确提取特征点和结构线；
23.3、本发明不限制数字鞋楦模型的种类，适用于各种类型的鞋楦模型，如平底鞋、靴子或高跟鞋等鞋楦模型。
附图说明
24.图1为本发明的流程图。
25.图2为计算鞋楦模型的主元方向的流程图。
26.图3为对鞋楦模型进行分割的流程图。
27.图4为鞋楦模型的特征点提取流程图。
28.图5为鞋楦模型的结构线提取流程图。
29.图6为鞋楦模型的结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
31.参见图1至图5所示，为本实施例所提供的鞋楦模型的特征点与结构线提取方法，包括以下步骤：
32.1)计算鞋楦模型的主元方向，确定鞋楦模型的四个特征点的大致位置，即确定楦底后跟点、楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点的大致位置，并对鞋楦模型进行分割，根据各分割区域的面积，选取面积排名前十的区域，具体如下：
33.根据pca计算鞋楦模型的主元方向，主成分的主方向即为鞋楦模型的楦底后跟点
和楦底楦尖点之间形成的方向，同时主成分的次方向即为鞋楦模型的统口后跟点和统口前端点之间形成的方向，从而确定鞋楦模型的楦底后跟点、楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点的大致位置；
34.对鞋楦模型进行分割，根据分割鞋楦模型得到的各个区域面积进行排序，对面积排名前十的区域提取信息，该信息包括区域中心点，通过最小二乘法对面积排名前十的区域进行平面拟合，得到面积排名前十的区域的法向。
35.2)根据面积排名前十的区域，定位鞋楦模型的楦底面和统口面，进而精准定位并提取鞋楦模型的四个特征点，包括以下步骤：
36.2.1)在面积排名前十的区域中，判断在主元方向投影面积最大的区域为楦底面，通过楦底面的法向进一步定位鞋楦模型的四个特征点；同时，判断在楦底面投影面积最大的区域为统口面，且其区域中心点高于楦底面和统口面的特征点中点；
37.2.2)定位统口面后，通过pca确定并提取统口面的统口前端点和统口后跟点；
38.2.3)比较两个楦底面的特征点与统口面的区域中心点的距离，判断与统口面的区域中心点距离大的特征点为楦底楦尖点，再遍历楦底面的所有顶点，确定与楦底楦尖点距离最大的顶点为楦底后跟点，提取楦底楦尖点和楦底后跟点。
39.3)根据鞋楦模型的四个特征点，进行鞋楦模型的结构线的提取，包括以下步骤：
40.3.1)以楦底楦尖点、楦底后跟点和统口面的区域中心点共同确定一个平面p；
41.3.2)以楦底后跟点为起始点，寻找邻域中第一个与平面p的交点为交点a，再通过蛇形遍历的方式，在鞋楦模型上确定所有与交点a形成的交线，形成一条环形交线；
42.3.3)通过楦底楦尖点、统口后跟点和统口前端点对环形交线进行分割，从而提取鞋楦模型的楦底面、楦面、统口面的结构线。
43.参见图6所示，所述鞋楦模型包括统口面1、楦底面2和楦面3，其中所述统口面1包括统口后跟点a0和统口前端点k0，所述楦底面2包括楦底后跟点a1和楦底楦尖点j1，楦底后跟点a1、楦底楦尖点j1、统口后跟点a0和统口前端点k0构成鞋楦模型的四个特征点。
44.以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。