基于八叉树结构的三维体素模型检索

• 作者: 张满囤 燕明晓 马英石 王红 刘伟 黄向生
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 特征融合 卷积神经网络 八叉树 模型检索 相似性匹配
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 智能信息处理
• 页码范围: 334-346
• 页数: 13页
• 分类号: TP391
• 语种: 中文
• DOI: 10.11897/SP.J.1016.2021.00334

摘要

随着VR/AR技术发展以及三维模型的广泛应用,实现三维检索具有越来越重要的现实意义.基于模型的检索较好地保留了模型的空间信息和几何特征,其不仅包含模型的表面信息而且还包含模型的内部属性.但是,基于模型的检索往往存在着高存储、高计算的问题.为了解决该问题,本文研究了三维模型预处理及三维模型表示的方法,提出了一种基于八叉树结构的三维体素模型检索方法,即将模型进行体素化处理后提取模型的粗粒度特征和细粒度特征,将两种特征进行融合用八叉树形式表达特征,输入到卷积神经网络中进行训练,最终通过特征的欧氏距离度量实现模型的检索.运用八叉树特征表示法,可以有效地节省体素化存储过程的空间占用量,而且也能保留原始三维网格模型的细节信息.同时考虑到计算性能,本文还在模型体素化的过程中做出一定的改进,通过仅对模型外表面进行体素化,实现了对体素化过程以及数据存储和卷积神经网络训练的优化,大大降低了时间开销.实验中将三维体素模型特征存储在八叉树结构中作为卷积神经网络的输入,结合SOFTMAX代价函数,通过大量的模型训练数据,对该卷积神经网络模型进行训练.与其他同类算法对比,证明了该算法在三维模型检索中的优越性.