基于非精确图匹配的CAD模型搜索方法

为了弥补现有的三维CAD模型搜索方法难以搜索到不同近似程度的相似模型的缺陷,提出一种基于面属性化邻接图非精确匹配的CAD模型搜索方法.首先提取CAD模型中的B-rep信息将CAD模型转化为面属性化邻接图;然后计算目标模型与被搜索模型的面属性化邻接图之间的顶点相容程度矩阵和边相容程度矩阵,并由此建立2个模型相似程度的度量作为选择不同顶点匹配矩阵M的优化目标函数;在对匹配矩阵M进行连续化松弛后,运用Sinkhorn行列交替规范化方法求解匹配优化问题.实验结果表明,采用该方法能够搜索到不同近似程度的相似模型;并且由于避免了具有NP复杂性的精确图匹配过程,检索效率也能满足实际要求.     

基于回转面归并的CAD模型局部检索算法

针对不同CAD系统对包含回转面的同一零件的B-rep模型表示存在拓扑和几何上的差异,导致基于图匹配的三维CAD模型局部检索不能有效检索局部结构这一问题,提出一种基于回转面归并的局部检索算法。首先从用户输入的局部结构和待匹配的CAD模型中识别出由两个半面组成的回转面,利用欧拉操作将两个半面归并成一个整面。然后分别建立局部结构和待匹配的CAD模型的属性邻接图,则局部检索问题被转换成子图同构问题。最后利用CAD模型的面特征将图顶点有效地细分,并根据已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配。实验结果表明,该算法能消除不同CAD系统生成模型的拓扑异构,实现局部结构的准确匹配,并且检索的效率满足实际要求。     

基于过渡特征识别及过滤的三维CAD模型检索

为解决过渡特征对基于图匹配的三维CAD模型检索算法的效果和效率影响问题,提出一种三维CAD模型检索中过渡特征的识别及过滤算法.首先利用基于规则判断的方法识别出B-Rep模型中存在的过渡特征;然后根据识别结果对CAD模型的属性邻接图进行重构,以消除因过渡特征的存在对模型几何及拓扑信息造成的影响;最后利用重构的属性邻接图、通过子图同构方法实现基于过渡特征过滤的三维CAD模型检索.实验结果表明,该算法能够有效地实现对多种过渡特征类型的过滤,检索结果更符合实际工程需求.     

基于蚁群算法的三维CAD模型检索

为了更好地实现CAD模型的重用,提出一种利用蚁群算法的三维CAD模型检索算法.通过提取CAD模型的B-rep信息,将模型用属性邻接图来表示;根据如果2个CAD模型存在相似的特征或局部结构,那么CAD模型对应的属性邻接图就应存在公共子图这一原理,利用蚁群算法来检测属性邻接图中的公共子图,从而得到2个CAD模型相似的局部细节特征;然后通过比较相似局部细节特征对CAD模型进行相似性评价.实验结果表明,该算法能较好地实现三维CAD模型检索,检索性能高于通用领域的检索算法,可以实现CAD模型设计和制造知识的重用.     

基于子图同构的三维CAD模型局部匹配

针对整体相似性检索算法无法实施精确的局部结构匹配的问题,提出一种基于子图同构的三维CAD模型局部结构匹配算法.该算法通过提取CAD模型的B-Rep信息,将其表示为以面作为节点的属性邻接图.在局部匹配过程中,用户输入的局部结构被表示成"子图".待匹配的整体CAD模型被表示成"大图";则在整体CAD模型中.检索局部结构的问题就被转换成在"大图"中寻找同构"子图"的问题.子图同构是NP完全问题,通过利用CAD模型的面特征将图顶点有效细分,并利用已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配.实验结果表明,该算法能实现精确的局部结构匹配,并且检索效率能满足实际应用要求.     

基于面匹配的模型相似性度量方法

为了准确地衡量两个模型的相似程度,提出了一种基于面匹配的模型相似性计算方法.使用面邻接图表示模型的拓扑结构,根据面的组成边数来构造两个模型之间的面匹配矩阵,同时,使用贪心算法来计算模型之间的相似性.在实验中,使用所提方法来度量目标CAD模型和源CAD模型之间的相似程度.实验结果表明,该方法能够有效地衡量模型之间的差异.     

三维CAD模型局部结构检索属性图算法

由用户交互式地选择欲检索的模型局部结构,并自动生成该局部结构的属性图;然后取出三维CAD模型库中每个待检索模型,根据模型的B-rep表示过滤出其中与欲检索局部结构组成面相似的面,通过删除不相关面,有效地将可能相似的局部结构从待检索模型中分离出来;最后利用图论中二分图最优匹配算法计算出模型中分离出的结构和欲检索局部结构的相似系数,并将该相似系数作为实现模型局部相似性检索的依据.实验表明,该算法能够实现CAD模型局部结构检索,并与人视觉上的相似性判断基本一致.     

多装配接口的三维装配模型检索方法

针对三维模型装配时存在的多接口连接方式,提出一种多装配接口的三维装配模型检索方法.首先对三维装配模型进行属性邻接图的表达,并根据装配体零件之间的接口配合关系定义共轭子图;然后针对装配模型构成的图集进行图顶点的序列化,降低顶点匹配过程中的遍历次数;在此基础上,将装配模型的检索转化成查找符合共轭子图的属性邻接图,通过装配模型属性邻接图的图集进行模型检索;最后对频繁子图挖掘方法进行改进,提取出满足多装配接口的三维装配模型.实验结果表明,该方法能够实现多装配接口的三维装配模型检索,可以提取出设计人员所需的三维模型,提高产品的设计效率.     

基于面形位编码的CAD模型检索

提出一种基于面形位码的模型检索方法.计算模型中任意面f的形位码分为2步.首先根据实体的B-rep结构生成属性邻接图并将图转化为以面f为中心的层状结构;然后根据图的层状结构对每一层进行递归的编码,形成一种分阶的形位码.根据模型中所有面的形位码构造一个表达模型整体形状的描述矩阵,利用该矩阵可以有效地评估模型之间不同精度要求下的相似度,从而实现模型检索.实验结果表明,该方法不但具有较高的搜索效率,并且能根据不同精度的要求搜索到合适的相似模型.     

基于拓扑逼近的CAD模型局部结构检索

为了从大量CAD模型中检索出具有指定局部结构的模型,提出一种基于拓扑逼近的检索方法.根据建立的CAD模型上边界面的几何与拓扑信息表达模型,提出一种统一度量方法来计算检索对象与检索条件中不同类型边界面之间的相似度;利用基于广度优先搜索的图生成树算法得到检索对象与检索条件之间的初始边界匹配方案;提出拓扑逼近算法,并将初始边界匹配方案作为其输入条件搜索最佳边界匹配方案;在最佳边界匹配方案基础上计算检索对象与检索条件之间满足绝对误差限的相似度,实现CAD模型的局部结构检索.根据文中方法在UG平台上开发了CAD模型局部结构检索系统.实验结果表明,该方法能够有效地实现CAD模型局部结构检索,具有较好的精度和较高的效率.     

3D CAD model retrieval based on the softassign quadratic assignment algorithm

A retrieval method for 3D CAD models based on the softassign quadratic assignment algorithm is presented in this paper. Firstly, retrieval models and target models are expressed as face adjacency graphs (FAGs) and thus 3D CAD model retrieval is turned to a graph matching problem. Secondly, vertex and edge compatibility matrices between the FAGs of a retrieval model and a target model are calculated. Then, an optimization objective function is created from compatibility matrices of a retrieval model and a target model, which serves as the similar metric for choosing vertex mapping matrix M of two models. Finally, the softassign quadratic assignment algorithm is introduced to find the optimal vertex mapping matrix M. Experimental results have shown that the proposed method supports 3D CAD model retrieval, and it is promising to meet the requirement of engineering applications.     

Partial retrieval of CAD models based on the gradient flows in Lie group

Based on the gradient flows in Lie group, a partial retrieval approach for CAD models is presented in this paper. First, a representation of the face Attributed Relational Graph (ARG) for a CAD model is created from its B-rep model and thus partial retrieval is converted to a subgraph matching problem. Then, an optimization method is adopted to solve the matching problem, where the optimization variable is the vertex mapping and the objective function is the measurement of compatibility between the mapped vertices and between the mapped edges. Different from most previously proposed methods, a homogeneous transformation matrix is introduced to represent the vertex mapping in subgraph matching, whose translational sub-matrix gives the vertex selection in the larger graph and whose orthogonal sub-matrix presents the vertex permutation for the same-sized mapping from the selected vertices to the smaller graph's vertices. Finally, a gradient flow method is developed to search for optimal matching matrix in Special Euclidean group SE(n). Here, a penalty approach is used to handle the constraints on the elements of the matching matrix, which leads its orthogonal part to be a permutation matrix and its translational part to have different integer elements. Experimental results show that it is a promising method to support the partial retrieval of CAD models.     

基于属性邻接图匹配的装配体模型搜索方法

为了重用装配体模型中包含的设计、制造和装配工艺等信息,需要在装配体模型数据库中搜索相似的装配体模型作为参考.为此提出一种基于属性邻接图匹配的装配体模型搜索方法.首先提取装配体模型中零件的接触面信息,将装配体模型及其零件模型分别转化为零件属性邻接图和接触面属性邻接图;然后计算用于零件模型匹配的成功匹配接触面数量、接触面关系编码数量以及用于装配体模型搜索的零件相似度矩阵,将其作为零件模型和装配体模型相似度度量;最后由最优匹配Kuhn-Munkres算法得到零件相似度矩阵最优匹配加权和,作为装配体模型相似度.实验结果表明,该方法能有效地搜索到相似的装配体模型,并且对模型的相似度进行了排序.     

三维模型的基因匹配式检索方法研究

为了提高基于内容的3D模型检索效率,提出了一种通过基因匹配进行三维模型检索的方法。CAD底层的几何体API及拓扑API作为结构基因和协调基因构成三维模型基因组。基因组相似度主要是指等同基因块的数量、所有结构基因相似度的平均值。将排列次序相同的一系列基因符号串定义为基因块,基因块对应于产品结构的形状特征,基因块的甄别采用的是串模式匹配算法;结构基因相似度是基因欧氏距离的线性函数,采用基因遍历算法实现。参照目标基因组计算待评价基因组的相似度,相应的实例试验演示了这种三维模型检索方法的有效性。     

基于聚类的人脸图像检索及相关反馈

提出了一种基于聚类的人脸图像检索算法. 首先利用归一化分割(Normalized cuts, NCuts)在每个时间段内分别对人脸聚类, 使同一个人在不同情况下的人脸图像聚为一类. 其次采用连续AdaBoost算法学习得到的人脸识别分类器度量人脸之间的相似度, 并进一步提出查询人脸与人脸聚类之间的相似度用于检索. 为了进一步提高性能, 用户可以在线标定错检和漏检的结果, 相关反馈环节把用户的交互标定结果作为约束条件重新对人脸聚类. 本文把人脸图像检索算法应用于自动的检索系统中, 在包含超过一千张人脸图像的家庭数码相册上, 通过与其他方法的对比实验证明了基于聚类的人脸图像检索算法是有效的.     

基于模板匹配与支持矢量机的人脸检测

人脸检测是人脸识别与基于内容的图像及视频检索的一项重要任务。由于非人脸样本相对于人脸样本的多样性和复杂性，使得人脸模式分类器的训练十分困难。该文提出了一种将模板匹配与支持矢量机（SVM）相结合的人脸检测算法。算法首先使用双眼－人脸模板对进行粗筛选，然后使用SVM分类器进行分类。在模板匹配限定的子空间内采用“自举”方法收集“非人脸”样本训练SVM，有效地降低了训练的难度，实验结果的对比数据表明，该算法是十分有效的。     

3D CAD model matching from 2D local invariant features

The matching of particular types of CAD models to existing physical models can provide invaluable support to the process of CAD design and reuse. To meet the demand for fast and robust algorithms to detect predefined models in database, an local invariant model matching approach is proposed in this paper. It first maps the 3D CAD model to 2D principal image plane by its first two principal components, and then finds affine invariant key points in the 2D image. The CAD model matching problem is implemented as key points matching. Experimental results show the proposed 3D model retrieval method performs fairly well in retrieving similar models from a database of 3D CAD models.