本文選題：文物復(fù)原 + 三維模型分割�。� 參考：《西北大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：秦俑考古發(fā)掘得到的實測三維數(shù)據(jù)維度高,鄰接關(guān)系復(fù)雜。大量高維復(fù)雜碎片自動拼接屬NP難問題。本文圍繞目標模型部位模板獲取,應(yīng)用部位模板對大量三維碎片進行部位標注展開研究,使得部位模板作為智能拼接的目標導(dǎo)向,將大量復(fù)雜鄰接碎片按部位分類標注,從而縮小碎片試拼接范圍,提高碎片拼接效率,降低拼接難度。主要的研究工作和創(chuàng)新點如下：(1)單模型部位模板獲取：針對傳統(tǒng)模型分割算法在整個模型上計算曲率時間復(fù)雜度高、不適合高維數(shù)據(jù)的問題,提出了基于區(qū)域曲率約束的三維模型分割線提取算法。利用約束區(qū)域減少離散曲率的計算范圍,避免了過分割,提高了高維度數(shù)據(jù)單模型分割的效率。應(yīng)用于單個主體分支明顯的兵馬俑模型上,能夠得到“有意義”的分割部位,形成準確的部位模板。(2)模型集部位模板獲�。簩τ趶�(fù)雜模型單模型分割算法難以產(chǎn)生一致性的分割結(jié)果。提出了基于多特征譜聚類的模型集一致性分割算法。算法利用多特征描述子產(chǎn)生多個相似性矩陣,自動計算多個相似性矩陣的權(quán)重,發(fā)揮多特征的優(yōu)勢實現(xiàn)無監(jiān)督的模型集聚類分割,得到整個模型集的部位模板,克服了一致性分割算法準確度不高的問題。(3)基于表面特征相似度檢索的碎片部位標注：提出了基于精確歐氏局部敏感哈希(E~2LSH)的相似碎片快速標注算法。首先提取碎片的表面特征,并對表面特征進行基于E~2LSH的哈希索引。其次對部位模板進行碎片特征同尺度隨機采樣,提取采樣的表面特征作為已標注樣本。最后基于E~2LSH算法檢索出與已標注樣本相似的碎片進行部位標注。基于E~2LSH的檢索算法將檢索的時間復(fù)雜度降到次線性,與基于k-means聚類的檢索算法比較,證明了算法的高效性和精確性,對大規(guī)模高維數(shù)據(jù)具有良好的實用性。(4)秦俑三維模型語義網(wǎng)構(gòu)建：提出了基于本體的兵馬俑數(shù)字三維模型語義網(wǎng)構(gòu)建方法。構(gòu)建兵馬俑領(lǐng)域本體,并基于WordNet對本體進行擴展,利用語義網(wǎng)檢索相似碎片或者部位模板。實現(xiàn)對兵馬俑領(lǐng)域知識及拼接關(guān)系的有效管理。
[Abstract]:The measured three-dimensional data obtained from archaeological excavations of terracotta warriors are of high dimensionality and complex contiguous relationship.A large number of high dimensional complex fragments are NP-hard problems.In this paper, a large number of 3D fragments are annotated by the part template, which can be used as the target orientation of intelligent stitching, and a large number of complex adjacent fragments can be labeled according to the location.In order to reduce the range of fragment splicing, improve the efficiency of splicing, reduce the difficulty of splicing.The main research work and innovation are as follows: (1) single model location template acquisition: aiming at the problem that the traditional model segmentation algorithm has high time complexity in computing curvature on the whole model, it is not suitable for high-dimensional data.An algorithm based on region curvature constraint is proposed to extract the Secant line of 3D model.The constrained region is used to reduce the computational range of discrete curvature, to avoid over-segmentation, and to improve the efficiency of high-dimensional data sheet model segmentation.When applied to a model of terracotta warriors with a distinct branch of a single main body, a "meaningful" segmentation can be obtained.To form an accurate part template, it is difficult to generate consistent segmentation results for a single model segmentation algorithm for complex models.A model set consistent segmentation algorithm based on multi-feature spectrum clustering is proposed.The algorithm uses multiple feature descriptors to generate multiple similarity matrices, automatically calculates the weights of multiple similarity matrices, realizes unsupervised model clustering class segmentation, and obtains the part template of the whole model set.This paper overcomes the problem that the accuracy of the consistent segmentation algorithm is not high. (3) debris location tagging based on the similarity retrieval of surface features: a fast algorithm based on accurate Euclidean local sensitive hashing (EH2LSH) is proposed.Firstly, the surface feature of the fragment is extracted, and the surface feature is indexed based on E~2LSH.Secondly, the debris feature of the site template is sampled randomly at the same scale, and the surface feature of the sample is extracted as the labeled sample.Finally, the fragments similar to the labeled samples are retrieved based on the E~2LSH algorithm for site tagging.The retrieval algorithm based on E~2LSH reduces the time complexity to sublinearity. Compared with the retrieval algorithm based on k-means clustering, the algorithm is proved to be efficient and accurate.Construction of 3D model semantic web for terracotta warriors and terracotta warriors: a method of constructing digital 3D model semantic web of terracotta warriors based on ontology is proposed.The domain ontology of Terracotta Warriors is constructed, and the ontology is extended based on WordNet, and similar fragments or site templates are retrieved by semantic web.To achieve effective management of Terracotta Warriors and Terracotta Warriors in the field of knowledge and splicing relationship.
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：K876.3;TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：1763861