陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法及装置与流程

本发明涉及计算机视觉、计算机图形学
技术领域：
，特别涉及一种陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法及装置。
背景技术：
陶瓷器型的相似性判别是陶瓷设计领域中一个重要的问题，它在版权保护、设计复用领域有着非常广泛的应用。由于陶瓷产品形状特征的局限性，对同类陶瓷产品在器型上相似性很难直接评估，例如，某个陶瓷设计师通过三维设计软件设计了一个瓷瓶，并将设计结果导出为三维网格模型便于展示。对于多个瓷瓶三维网格模型，其包含的器型特征组成很相似，例如瓶口、瓶肚、瓶底等，传统的相似性评估手段并不能很好的判定器型的相似性。但通过对陶瓷三维网格模型进行特征采样，通过数值的方式判别其相似性，就可以对版权保护起到参考作用，具有极高的应用价值。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法，该方法利用陶瓷三维网格模型的器型表示特点，一方面将难以表示的器型特征转化为由线段组成的交线序列，另一方面以交线间的差异的统计结果作为陶瓷三维网格模型器型的相似性。本发明的另一个目的在于提出一种陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置。为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法，其特征在于，包括以下步骤：以第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b作为输入，并对输入数据进行标准化；构造一组垂直平面，并分别与标准化后的所述第一陶瓷三维网格模型a和所述第二陶瓷三维网格模型b求交，每个三维网格模型所得交线按照顺序依次排列，形成第一交线序列psa与第二交线序列psb；依次计算所述第一交线序列psa与所述第二交线序列psb相对应交线psai与交线psbi的差异，以形成对应的差异序列sab；以及以所述差异序列sab的统计结果作为所述第一陶瓷三维网格模型a和所述第二陶瓷三维网格模型b的相似性。本发明实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法，利用陶瓷三维网格模型的器型表示特点，通过标准化将陶瓷三维网格模型的器型特征进行了标准化，并利用一组垂直平面进行特征采样，将陶瓷三维网格模型的器型特征进行离散化表示，将难以表示的器型特征转化为由线段组成的交线序列，提供了一种陶瓷三维网格模型器型特征的表示形式，同时改形势便于进行各种差异性计算，具有较好的计算效率。另外，根据本发明上述实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本发明的一个实施例中，所述依次计算所述第一交线序列与所述第二交线序列相对应交线的差异，以形成对应的差异序列，进一步包括：对组成所述交线psai的每条线段，依次计算其与对应交线psbi每条组成线段qk的距离的最小值；对组成所述交线psbi的每条线段qk，依次计算其与对应交线psai每条组成线段pj的距离的最小值；取连个最小距离的最大值作为所述交线psai与所述交线psbi的差异。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对输入数据进行标准化，进一步包括：根据陶瓷器型的设计特点并以产品正常放置朝上方向为z轴正方向，以进行坐标系标准化；将陶瓷三维网格模型的长、宽、高的最大值按比例缩放为1，以进行尺寸标准化；以构成陶瓷三维网格模型顶点的x、y坐标进行主成分分析，将三维网格模型以z轴为旋转轴，旋转到统一方向，以进行角度标准化。进一步地，在本发明的一个实施例中，利用步骤主成分分析旋转的方向为起始方向，构造n个通过所述z轴的平面。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述n为大于等于4的正整数。为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置，其特征在于，包括：输入模块，用于以第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b作为输入，并对输入数据进行标准化；排列模块，用于构造一组垂直平面，并分别与标准化后的所述第一陶瓷三维网格模型a和所述第二陶瓷三维网格模型b求交，每个三维网格模型所得交线按照顺序依次排列，形成第一交线序列psa与第二交线序列psb；计算模块，用于依次计算所述第一交线序列psa与所述第二交线序列psb相对应交线psai与交线psbi的差异，以形成对应的差异序列sab；以及统计模块，用于以所述差异序列sab的统计结果作为所述第一陶瓷三维网格模型a和所述第二陶瓷三维网格模型b的相似性。本发明实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置，利用陶瓷三维网格模型的器型表示特点，通过标准化将陶瓷三维网格模型的器型特征进行了标准化，并利用一组垂直平面进行特征采样，将陶瓷三维网格模型的器型特征进行离散化表示，将难以表示的器型特征转化为由线段组成的交线序列，提供了一种陶瓷三维网格模型器型特征的表示形式，同时改形势便于进行各种差异性计算，具有较好的计算效率。另外，根据本发明上述实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本发明的一个实施例中，所述计算模块，进一步包括：对组成所述交线psai的每条线段，依次计算其与对应交线psbi每条组成线段qk的距离的最小值；对组成所述交线psbi的每条线段qk，依次计算其与对应交线psai每条组成线段pj的距离的最小值；取连个最小距离的最大值作为所述交线psai与所述交线psbi的差异。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对输入数据进行标准化，进一步包括：根据陶瓷器型的设计特点并以产品正常放置朝上方向为z轴正方向，以进行坐标系标准化；将陶瓷三维网格模型的长、宽、高的最大值按比例缩放为1，以进行尺寸标准化；以构成陶瓷三维网格模型顶点的x、y坐标进行主成分分析，将三维网格模型以z轴为旋转轴，旋转到统一方向，以进行角度标准化。进一步地，在本发明的一个实施例中，利用步骤主成分分析旋转的方向为起始方向，构造n个通过所述z轴的平面。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述n为大于等于4的正整数。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发明一个实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法流程图；图2为根据本发明一个实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法的总体流程图；图3为根据本发明一个实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面参照附图描述根据本发明实施例提出的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法。图1是本发明一个实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法流程图。如图1所示，该陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法包括以下步骤：在步骤s101中，以第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b作为输入，并对输入数据进行标准化。进一步地，在本发明的一个实施例中，对输入数据进行标准化，还包括：根据陶瓷器型的设计特点并以产品正常放置朝上方向为z轴正方向，以进行坐标系标准化；将陶瓷三维网格模型的长、宽、高的最大值按比例缩放为1，以进行尺寸标准化；以构成陶瓷三维网格模型顶点的x、y坐标进行主成分分析，将三维网格模型以z轴为旋转轴，旋转到统一方向，以进行角度标准化。需要说明的是，陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法可以在普通pc机或工作站等硬件系统上实现。例如，实现本发明实施例方法的硬件pc配置如表1所示：表1cpu：intel(r)core(tm)i7-47903.6ghz内存：16g操作系统：windows8具体而言，如图2所示，在步骤s1中，以2个陶瓷三维网格模型a和b作为输入，并对输入数据进行标准化。由于陶瓷三维网格模型有明显的特点，本方法所涉及的标准化包括多个步骤：坐标系标准化，即根据陶瓷器型的设计特点，以产品正常放置朝上方向为z轴正方向；尺寸标准化，即将陶瓷三维网格模型的长、宽、高的最大值，按比例缩放为1；角度标准化，以构成陶瓷三维网格模型顶点的x、y坐标进行主成分分析(pca)，将三维网格模型以z轴为旋转轴，旋转到统一方向。在步骤s102中，构造一组垂直平面，并分别与标准化后的第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b求交，每个三维网格模型所得交线按照顺序依次排列，形成第一交线序列psa与第二交线序列psb。进一步地，在本发明的一个实施例中，利用步骤主成分分析旋转的方向为起始方向，构造n个通过z轴的平面。进一步地，在本发明的一个实施例中，n为大于等于4的正整数。例如，如图2所示，在步骤s2中，利用步骤s1的pca旋转的方向为起始方向，构造n个通过z轴的平面，平面个数n越大，对陶瓷器型的采样越精确，建议采用n≥4，每个平面间依次旋转角度180°/n。每个平面依次与陶瓷三维网格模型求交，形成交线序列psa与psb。在步骤s103中，依次计算第一交线序列psa与第二交线序列psb相对应交线psai与交线psbi的差异，以形成对应的差异序列sab。进一步地，在本发明的一个实施例中，依次计算第一交线序列与第二交线序列相对应交线的差异，以形成对应的差异序列，还包括：对组成交线psai的每条线段，依次计算其与对应交线psbi每条组成线段qk的距离的最小值；对组成交线psbi的每条线段qk，依次计算其与对应交线psai每条组成线段pj的距离的最小值；取两个最小距离的最大值作为交线psai与交线psbi的差异。也就是说，如图2所示，在步骤s3中，依次计算2个交线序列中psa与psb相对应交线psai与psbi的差异，取两个最小距离的最大值形成对应的差异序列sab。在步骤s104中，以差异序列sab的统计结果作为第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b的相似性。另外，如图2所示，在步骤s4中，以差异序列sab的统计结果作为2个输入陶瓷三维网格模型a和b器型的相似性，统计的方式可以采用均值或其他统计方法，可根据实际需求变更。根据本发明实施例提出的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置，利用陶瓷三维网格模型的器型表示特点，通过标准化将陶瓷三维网格模型的器型特征进行了标准化，并利用一组垂直平面进行特征采样，将陶瓷三维网格模型的器型特征进行离散化表示，将难以表示的器型特征转化为由线段组成的交线序列，提供了一种陶瓷三维网格模型器型特征的表示形式，同时改形势便于进行各种差异性计算，具有较好的计算效率。其次参照附图描述根据本发明实施例提出的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置。图3是本发明一个实施例的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置结构示意图。如图3所示，该包括：输入模块100，排列模块200，计算模块300和统计模块400。其中，输入模块100用于以第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b作为输入，并对输入数据进行标准化。排列模块200用于构造一组垂直平面，并分别与标准化后的第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b求交，每个三维网格模型所得交线按照顺序依次排列，形成第一交线序列psa与第二交线序列psb。计算模块300用于依次计算第一交线序列psa与第二交线序列psb相对应交线psai与交线psbi的差异，以形成对应的差异序列sab；以及统计模块400用于以差异序列sab的统计结果作为第一陶瓷三维网格模型a和第二陶瓷三维网格模型b的相似性。本发明实施例的装置10便于进行各种差异性计算，具有较好的计算效率，对以数值方式提供陶瓷三维网格模型器型的相似性有较大意义。进一步地，在本发明的一个实施例中，计算模块，进一步包括：对组成交线psai的每条线段，依次计算其与对应交线psbi每条组成线段qk的距离的最小值；对组成交线psbi的每条线段qk，依次计算其与对应交线psai每条组成线段pj的距离的最小值；取连个最小距离的最大值作为交线psai与交线psbi的差异。进一步地，在本发明的一个实施例中，对输入数据进行标准化，进一步包括：根据陶瓷器型的设计特点并以产品正常放置朝上方向为z轴正方向，以进行坐标系标准化；将陶瓷三维网格模型的长、宽、高的最大值按比例缩放为1，以进行尺寸标准化；以构成陶瓷三维网格模型顶点的x、y坐标进行主成分分析，将三维网格模型以z轴为旋转轴，旋转到统一方向，以进行角度标准化。进一步地，在本发明的一个实施例中，利用步骤主成分分析旋转的方向为起始方向，构造n个通过z轴的平面。进一步地，在本发明的一个实施例中，n为大于等于4的正整数。需要说明的是，前述对陶瓷三维网格模型器型相似性的判别方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。根据本发明实施例提出的陶瓷三维网格模型器型相似性的判别装置，利用陶瓷三维网格模型的器型表示特点，通过标准化将陶瓷三维网格模型的器型特征进行了标准化，并利用一组垂直平面进行特征采样，将陶瓷三维网格模型的器型特征进行离散化表示，将难以表示的器型特征转化为由线段组成的交线序列，提供了一种陶瓷三维网格模型器型特征的表示形式，同时改形势便于进行各种差异性计算，具有较好的计算效率。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12