一种房间形状几何特征描述方法及系统与流程
本发明涉及房间形状的几何特征描述方法，特别涉及一种房间形状几何特征描述方法及系统。
背景技术：
室内场景的数字三维模型在三维游戏、虚拟楼盘展示、虚拟家装设计等领域有着广泛的应用。三维室内场景一般由建筑主体结构和室内物体共同构成，建筑主体结构即房间的形状决定了不同类型室内物体摆放的位置与朝向。如何定义房间的形状特征并用量化的数据进行描述，将成为利用房间形状特征预测室内物体布局的关键技术。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提出一种房间形状几何特征描述方法及系统。
本发明提出一种房间形状几何特征描述方法，包括：
步骤1，对房间的室内场景进行归一化，统一所述房间的朝向与尺度；
步骤2，根据所述朝向与所述尺寸，定义所述房间的几何特征，其中所述几何特征包括归一化后的入口位置、面积、长宽比、形状伸展度。
所述步骤1包括定义房间局部坐标系：y轴正方向与入口位置的方向一致；房间轮廓形成的多边形顶点出现的最小值对应坐标原点；所述房间的长对应与y轴平行方向的长度，所述房间的宽对应与x轴平行方向的长度。
入口位置在所述房间局部坐标系中的坐标为(Ex0,Ey0),则所述归一化的入口位置的坐标(Ex,Ey)＝(Ex0/W,Ey0/L)，其中W为所述房间的宽、L为所述房间的长。
所述面积为房间轮廓围成的封闭多边形的面积。
所述形状伸展度为房间轮廓形成的多边形接近矩形的程度，用房间轮廓形成的多边形分别按x轴方向和y轴方向分解的矩形中心点的协方差矩阵C1与C2进行描述。
本发明还提出一种房间形状几何特征描述系统，包括：
归一化模块，用于对房间的室内场景进行归一化，统一所述房间的朝向与尺度；
定义几何特征模块，用于根据所述朝向与所述尺寸，定义所述房间的几何特征，其中所述几何特征包括归一化后的入口位置、面积、长宽比、形状伸展度。
所述归一化模块包括定义房间局部坐标系：y轴正方向与入口位置的方向一致；房间轮廓形成的多边形顶点出现的最小值对应坐标原点；所述房间的长对应与y轴平行方向的长度，所述房间的宽对应与x轴平行方向的长度。
入口位置在所述房间局部坐标系中的坐标为(Ex0,Ey0),则所述归一化的入口位置的坐标(Ex,Ey)＝(Ex0/W,Ey0/L)，其中W为所述房间的宽、L为所述房间的长。
所述面积为房间轮廓围成的封闭多边形的面积。
所述形状伸展度为房间轮廓形成的多边形接近矩形的程度，用房间轮廓形成的多边形分别按x轴方向和y轴方向分解的矩形中心点的协方差矩阵C1与C2进行描述。
由以上方案可知，本发明的优点在于：
本发明可以用量化的数据描述房间形状的特点，可用于相似户型比较、户型搜索等应用领域。
附图说明
图1为房间形状几何特征示意图；
图2为本发明系统结构图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种房间形状几何特征描述方法及系统，用量化的数据对房间几何特征进行描述，可用于预测室内物体布局、相似户型比较、户型搜索。本发明提供的房间形状几何特征描述方法包括如下几个步骤：
步骤1，室内场景归一化，统一房间的朝向和尺度；
步骤2，定义房间结构几何特征，具体包括如下几项：
步骤21归一化的入口位置，即入户门(入口位置)在房间局部坐标系下归一化的坐标；
步骤22，面积，即房间轮廓围成的封闭多边形的面积；
步骤23，长宽比，即房间的长与宽的比值；
步骤24，形状伸展度，即房间轮廓形成的封闭多边形接近矩形的程度。
本发明还提出一种房间形状几何特征描述系统，如图2所示，包括：
归一化模块，用于对房间的室内场景进行归一化，统一所述房间的朝向与尺度；
定义几何特征模块，用于根据所述朝向与所述尺寸，定义所述房间的几何特征，其中所述几何特征包括归一化后的入口位置、面积、长宽比、形状伸展度。
所述归一化模块包括定义房间局部坐标系：y轴正方向与入口位置的方向一致；房间轮廓形成的多边形顶点出现的最小值对应坐标原点；所述房间的长对应与y轴平行方向的长度，所述房间的宽对应与x轴平行方向的长度。
入口位置在所述房间局部坐标系中的坐标为(Ex0,Ey0),则所述归一化的入口位置的坐标(Ex,Ey)＝(Ex0/W,Ey0/L)，其中W为所述房间的宽、L为所述房间的长。
所述面积为房间轮廓围成的封闭多边形的面积。
所述形状伸展度为房间轮廓形成的多边形接近矩形的程度，用房间轮廓形成的多边形分别按x轴方向和y轴方向分解的矩形中心点的协方差矩阵C1与C2进行描述。
本发明公开的是房间结构几何特征的描述方法，通过输入房间结构数据，输出描述房间几何特征的特征向量。房间结构数据包括构成房间的墙线段的顶点在xoy平面上的投影(简称房间轮廓多边形顶点)、入户门中心点在xoy平面上的投影，具体来讲：
步骤S1，室内场景归一化，统一房间的朝向和尺度。为了统一房间的朝向和尺度，对室内场景归一化，定义房间局部坐标系：y轴正方向与入户门的方向一致；房间轮廓多边形顶点出现的最小值对应坐标原点；房间的长(L)对应与y轴平行方向的长度，房间的宽(W)对应与x轴平行方向的长度。
步骤S2，定义房间结构几何特征，包括：
步骤S21，归一化的入口位置(Ex,Ey)，即入户门在房间局部坐标系下归一化的坐标。入户门位置在房间局部坐标系下的坐标为(Ex0,Ey0),则归一化的坐标(Ex,Ey)＝(Ex0/W,Ey0/L)；
步骤S22，面积(S),即房间轮廓围成的封闭多边形的面积；
步骤S23，长宽比(R)，即房间的长与宽的比值，R＝L/W；
步骤S24，形状伸展度(C)，即房间轮廓形成的封闭多边形接近矩形的程度，用该多边形分别按x轴方向和y轴方向分解的矩形中心点的协方差矩阵C1和C2描述。按x轴方向分解简称纵切，按y轴方向分解简称横切，举例如图1所示，该房间轮廓多边形可由虚线横切划分为三个矩形，中心点坐标向量为xh＝(x1,x2,x3)T,yh＝(y1,y2,y3)T(h表示横切后获得的矩形中心点坐标向量,T表示向量的转置运算)，其中心点坐标的协方差矩阵同时，该房间轮廓多边形可由虚线纵切划分为三个矩形，中心点坐标向量为xv＝(x4,x5,x6)T,yv＝(y4,y5,y6)T(v表示纵切后获得的矩形中心点坐标向量)，其中心点坐标的协方差矩阵由于cov(xh,yh)＝cov(yh,xh)
且cov(xv,yv)＝cov(yv,xv)，因此
C＝(cov(xh,yh),cov(xh,xh),cov(yh,yh),cov(xv,yv),cov(xv,xv),cov(yv,yv))。
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