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基于视觉图像的三维模型检索与语义标注技术研究

作　者: 杨少博
导　师: 耿国华
学　校: 西北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 三维模型检索 正交投影 透视投影 语义标注
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 158次
引　用: 1次
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内容摘要


语义检索是三维模型检索领域的研究热点,本文针对语义检索中的两个重要环节,内容特征提取和语义标注技术展开研究,考虑到计算机视觉图像是三维模型最有特点的内容特征之一,故本文重点研究基于视觉图像的三维模型检索和语义标注技术。本文分别通过匹配计算机视觉的正交投影图像和透视投影图像来获取三维模型的相似性,并将该算法应用到语义自动标注技术当中。主要研究工作如下：(1)提出了基于视觉正交投影图像的模型检索算法。在得到三维模型的二维正交投影图像的基础上,分别通过比较投影图像轮廓边缘夹角和统计投影图像外圆直方图特征来计算图像的相似性,进而获取三维模型的相似性,并将这两种二维形状特征提取思想拓展到三维领域。实验对比表明,该类算法具有较好的检索效率,且对于三维模型检索要求的平移、旋转和缩放不变性具有较好的鲁棒性。(2)提出了基于6-视点和14-视点的透视投影图像的模型检索算法。利用基于投影图像轮廓边缘夹角和基于投影图像外圆的方法来计算投影图像的相似性,实验对比表明,在特定的投影匹配算法下,视点的增加会提高模型的检索准确率。(3)提出了一种改进的语义自动标注算法。结合基于正交投影图像边缘夹角的模型检索算法和Jiang&Conrath提出的计算语义词汇相似性的算法,对模型进行自动标注。该算法在提高模型查找和语义词汇匹配准确率的基础上有效的改善了自动标注效果。(4)系统实现。设计并开发了一个具有浏览、编辑和检索功能的三维模型检索原型系统,该系统验证了本文涉及的检索相关算法,具有简单、交互性强、扩展性强等特点。本文得到国家863高技术研究发展计划资助项目(2008AA012301)——三维模型智能处理与检索平台的支持。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 研究基础和前期研究工作介绍  10-14
    1.2.1 研究基础  11-13
    1.2.2 前期研究工作介绍  13-14
  1.3 本文的研究内容  14-15
  1.4 本文结构  15
  1.5 本章小结  15-16
第2章 三维模型检索技术发展与现状  16-28
  2.1 三维模型检索系统现状分析  16-20
    2.1.1 基于文本关键字的三维模型检索系统  16-17
    2.1.2 基于内容特征的三维模型检索系统  17-19
    2.1.3 基于语义特征的三维模型检索系统  19-20
  2.2 内容特征选取及检索现状分析  20-25
    2.2.1 基于计算机视觉投影的模型检索技术现状分析  20-23
    2.2.2 其它基于内容特征的模型检索技术现状分析  23-25
  2.3 三维模型语义检索和自动标注现状分析  25-27
    2.3.1 三维模型语义检索现状分析  25-26
    2.3.2 语义自动标注现状分析  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 基于视觉图像的三维模型检索方法  28-45
  3.1 基于计算机视觉正交投影图像的模型检索算法  28-37
    3.1.1 基于正交投影图像轮廓边缘夹角的模型检索算法  28-34
    3.1.2 基于正交投影图像外圆的模型检索算法  34-35
    3.1.3 基于三维模型外圆的直方图统计算法  35-36
    3.1.4 基于三维模型内角的相似度检索算法  36-37
  3.2 基于计算机视觉透视投影图像的模型检索算法  37-39
    3.2.1 基于6-视点的透视投影图像检索算法  38-39
    3.2.2 基于14-视点的透视投影图像检索算法  39
  3.3 基于计算机视觉投影的模型检索算法对比和分析  39-43
    3.3.1 基于正交投影图像的三维模型检索算法对比  39-42
    3.3.2 基于透视投影图像的三维模型检索算法对比  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章 三维模型语义自动标注技术研究  45-59
  4.1 概述  45-46
  4.2 语义关系和三维模型关系  46-48
  4.3 语义样本库  48-50
  4.4 基于WORDNET结构的相似度计算分析  50-52
  4.5 三维模型语义自动标注  52-55
    4.5.1 三维模型语义自动标注流程  52-53
    4.5.2 三维模型语义自动标注算法  53-55
  4.6 语义标注实例和测试结果  55-58
  4.7 本章小结  58-59
第5章 系统与实现  59-67
  5.1 系统平台整体框架  59-61
  5.2 系统流程图  61-62
  5.3 系统实现  62-66
  5.4 系统运行环境  66
  5.5 本章小结  66-67
第6章 总结与展望  67-69
  6.1 全文工作总结  67-68
  6.2 未来工作展望  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士期间的科研成果  73-74
致谢  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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