KR100397085B1 - Method for the graph representation of 3-dimensional object image for image retrival - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 물체 영상의 검색을 위한 3차원 영상의 그래프 표현 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 3차원 물체 영상을 나타내는 삼각형 메쉬를 체적소(voxel)로 표현하는 체적소화 단계와, 상기 체적소화된 삼각형 메쉬의 3차원 물체 영상을 계층별로 계층 구조를 갖는 골격으로 골격화하는 단계와, 상기 계층별로 골격화된 3차원 물체 영상을 상기 계층 값을 이용하여 팽창시킴으로써 3차원 영상 그래프의 노드를 생성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a graph representation method of a three-dimensional image for retrieval of a three-dimensional object image. According to the method of the present invention, a volumetric step of expressing a triangular mesh representing a three-dimensional object image in volume (voxel), and skeletonizing the three-dimensional object image of the volumetric triangular mesh into a skeleton having a hierarchical structure for each layer And generating a node of the 3D image graph by expanding the 3D object image skeletonized for each layer using the layer value.

본 발명의 방법에 의해 표현된 3차원 영상은 기하학적 정보를 잃지 않고, 뛰어난 압축 효과를 가질 뿐 아니라 인간의 직관과 유사한 형태로 인하여 3차원 물체 인식이나 방대한 양의 데이터베이스의 효율적 관리에 유용하게 사용할 수 있다.The three-dimensional image represented by the method of the present invention not only loses geometric information, but also has an excellent compression effect and can be usefully used for three-dimensional object recognition or efficient management of a large amount of databases due to its intuition-like shape. have.

Description

3차원 물체 영상의 검색을 위한 그래프 생성 방법{METHOD FOR THE GRAPH REPRESENTATION OF 3-DIMENSIONAL OBJECT IMAGE FOR IMAGE RETRIVAL}Graph generation method for retrieving 3D object images {METHOD FOR THE GRAPH REPRESENTATION OF 3-DIMENSIONAL OBJECT IMAGE FOR IMAGE RETRIVAL}

본 발명은 3차원 물체 영상의 인식을 위한 특징 추출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 물체 영상의 검색을 위한 그래프 생성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a feature extraction method for recognizing a 3D object image, and more particularly, to a graph generating method for retrieving a 3D object image.

최근 레이저 스캐너와 공간 부호화 기법 등과 같은 3차원 거리 데이터의 측정 기술이 발달함에 따라 물체 표면의 정확한 3차원 거리 정보를 얻을 수 있게 되었다. 이렇게 취득된 거리 영상은 3차원 물체의 모델링에 매우 유용하게 이용되며, 특히 컴퓨터 이용 설계(Computer Aided Design), 재공학(Reverse Engineering), 컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics) 등의 분야에 응용되고 있다.Recently, with the development of measurement technology of 3D distance data such as laser scanner and spatial coding technique, accurate 3D distance information of the object surface can be obtained. The acquired distance image is very useful for modeling a 3D object, and is particularly applied to fields such as computer aided design, reverse engineering, and computer graphics.

거리 영상으로부터 얻은 3차원 데이터가 기하급수적으로 늘어남에 따라 여러 방면에서 3차원 영상과 모델 데이터베이스의 구축이 시도되고 있다. 그러나, 일반적으로 레이저 스캐너로 구한 3차원 영상은 방대한 좌표 정보로 인하여 크기가 커져 그대로 저장하거나 전송하기가 어렵다. 그러므로, 데이터베이스의 효율적 관리를 위하여 적합한 기술자가 필요하게 된다. 또한 기존의 2차원 영상 검색 기법에서 사용하는 형상 기술자는 3차원 영상 데이터베이스 관리에 있어서 효율의 저하를 가져온다. 이것은 3차원 영상이 2차원 영상과 달리 기하학적 정보가 소실되지 않기 때문이다. 따라서 3차원 영상 데이터베이스 관리를 위한 새로운 형상 기술자가 필요하게 된다.As the three-dimensional data obtained from the distance image increases exponentially, construction of three-dimensional images and model databases has been attempted in many ways. However, in general, a 3D image obtained by a laser scanner is difficult to store or transmit as it is enlarged due to huge coordinate information. Therefore, a suitable descriptor is needed for efficient management of the database. In addition, the shape descriptor used in the existing two-dimensional image retrieval technique brings a decrease in efficiency in the management of the three-dimensional image database. This is because the geometric information is not lost in the 3D image unlike the 2D image. Therefore, a new shape descriptor for 3D image database management is needed.

종래기술의 3차원 형상 기술자로는 EGI(Extended Gaussian Image), 3D FD(3D Fourier Descriptor), MAT(Medial Axis Tramsform) 등이 제안되어 있다. 3차원 물체가 다각형으로 근사된 경우에 각각의 다각형의 법선 벡터를 각도 기준으로 구 표면에 표현하여 물체를 기술하는 기법이 EGI 이다. 이러한 EGI 기법은 3차원 영상의 워터마킹(watermarking)에도 사용되고 있다. 그러나, EGI 기법은 물체의 국부적인 특징만을 고려하기 때문에, 전체적인 형상을 기술하는 데에는 어려움이 있다.As a three-dimensional shape descriptor of the prior art, EGI (Extended Gaussian Image), 3D FD (3D Fourier Descriptor), MAT (Medial Axis Tramsform), and the like have been proposed. In the case where a 3D object is approximated as a polygon, EGI is a technique for describing an object by expressing a normal vector of each polygon on a sphere surface based on an angle. This EGI technique is also used for watermarking of 3D images. However, since the EGI technique only considers the local features of the object, it is difficult to describe the overall shape.

3D FD 방법은 여러 가지 주파수 변환과 마찬가지로 3차원 영상을 주파수 성분으로 표현하여 기술자로 사용하고자 하는 방법이다. 이 방법은 낮은 주파수 영역에 대부분의 정보가 포함되어 3차원 영상을 추상화하는 데에 적합한 기법이지만, 물체의 일부 가리움과 중심점 이동에 대한 오차에 민감한 문제점을 가지고 있다.The 3D FD method is a method that a 3D image is expressed as a frequency component and used as a descriptor like various frequency conversions. This method is suitable for abstracting three-dimensional images by including most of the information in the low frequency region, but has a problem that is sensitive to the error of some part of the object and the movement of the center point.

MAT는 Blum에 의하여 제안된 이후로, 2차원 영상에 관한 여러 방면으로 연구가 진행되고 있다. 3차원 영상에서 골격(skeleton)화 연구는 본격적으로 진행되고 있지 않지만 수학적 형태학이나 계산 기하(computational geometry)를 이용하는 방법이 보편적으로 사용되고 있다. 3차원 물체의 MAT는 인간의 직관과 유사하다는 장점을 가지고 있지만, 선분과 면으로 구성되기 때문에 3차원 영상의 형상을 기술하는 데 어려움이 있다. 이러한 기존의 3차원 형상 기술자는 영상의 형상을 표현할 수 있지만, 이들을 실제 인식이나 검색에 사용할 수 있도록 응용하는 연구가 진행되고 있지 않다. 또한 다각형 메쉬로 구성된 3차원 영상은 실좌표계의 사용으로 인하여 적절한 알고리즘을 적용하는 데 어려움이 있다.Since MAT has been proposed by Blum, research has been conducted on various aspects of two-dimensional images. Although the study of skeletonization in 3D images is not progressing in earnest, methods using mathematical morphology or computational geometry are commonly used. MAT of 3D objects has the advantage of being similar to human intuition, but it is difficult to describe the shape of 3D image because it is composed of line segments and faces. Such existing three-dimensional shape descriptors can express the shape of an image, but there is no research to apply them so that they can be used for actual recognition or retrieval. In addition, it is difficult to apply an appropriate algorithm to a 3D image composed of a polygonal mesh due to the use of a real coordinate system.

급증하는 3차원 영상 데이터베이스의 보다 효과적인 색인을 위한 내용 기반의 검색 및 브라우징에 대한 관심이 고조되고 있다. 1996년 10월 MPEG(Moving Picture Expert Group)에서는 "멀티미디어 내용 기술 인터페이스(MultimediaContent Description Interface)"라는 부제의 MPEG-7을 논의하기 시작하였다. MPEG-7은 현재 2001년 11월 국제 표준안 확정을 목표로 진행 중이며, 대체로 멀티미디어 정보의 검색을 효과적으로 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나, 본격적인 3차원 영상의 기술자에 대한 논의는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 3차원 영상의 경우 2차원 영상과 달리 가리움(occlusion)이나 물체에 대한 시점의 방향에 영향을 받지 않기 때문에, 2차원 영상과는 다른 형상 기술자를 정의하는 것이 적합하며, 여러 가지 방법들이 제안되고 있다. 그러나, 이러한 기술자들은 인간의 직관과 일치하지 않는 정의로 인하여 적절한 색인을 수행하지 못하고 있다. 따라서, 3차원 영상에 대한 새로운 형상 기술자로 인간의 직관과 유사한 그래프를 제안하는 것이 필요하다.There is a growing interest in content-based retrieval and browsing for more efficient indexing of rapidly growing three-dimensional image databases. In October 1996, the Moving Picture Expert Group (MPEG) began discussing MPEG-7 in the subtitle "MultimediaContent Description Interface." MPEG-7 is currently underway with the aim of finalizing international standards in November 2001 and aims to effectively provide multimedia information retrieval. However, there is no discussion about the descriptor of a full-scale three-dimensional image. In the case of three-dimensional images, unlike two-dimensional images, it is not affected by the direction of the occlusion or the viewpoint of the object. Therefore, it is appropriate to define a shape descriptor different from the two-dimensional image, and various methods have been proposed. . However, these descriptors do not provide proper indexing because of definitions that do not match human intuition. Therefore, it is necessary to propose a graph similar to human intuition as a new shape descriptor for three-dimensional images.

그러므로, 본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 3차원 영상의 색인 및 검색을 위한 그래프 생성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a graph generation method for indexing and retrieving a 3D image.

본 발명의 다른 방법은 3차원 영상의 색인 및 검색에 사용하기 위한 특징 추출 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another method of the present invention is to provide a feature extraction method for use in indexing and retrieval of three-dimensional images.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 3차원 물체 영상을 나타내는 삼각형 메쉬를 체적소(voxel)로 표현하는 체적소화 단계; 상기 체적소화된 삼각형 메쉬의 3차원 물체 영상을 계층별로 계층 구조를 갖는 골격으로 골격화하는 단계; 상기 계층별로 골격화된 3차원 물체 영상을 상기 계층 값을 이용하여 팽창시킴으로써 3차원 영상 그래프의 노드를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, the volumetric digestion step of representing a triangular mesh representing a three-dimensional object image in volume (voxel); Skeletonizing the 3D object image of the volumetric triangular mesh into a skeleton having a hierarchical structure for each layer; And generating a node of the 3D image graph by expanding the 3D object image skeletonized for each layer using the layer value.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 영상의 검색을 위한 그래프 생성 방법을 구현하는 데 적합한 블록 구성도,1 is a block diagram suitable for implementing a method for generating a graph for searching a 3D image according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 3차원 영상의 체적소화 과정을 설명하는 도면,2 is a view illustrating a volume digestion process of a 3D image according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상의 영역 메우기 과정을 설명하는 도면,3 is a view illustrating a region filling process of a 3D image according to the present invention;

도 4는 도 2 및 도 3의 수행 결과에 의한 3차원 영상을 도시하는 도면,FIG. 4 is a diagram illustrating a 3D image according to the results of FIG. 2 and FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따라 골격화된 계층 구조를 도시하는 도면,5 illustrates a skeletal hierarchical structure in accordance with the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 노드 생성과정을 설명하는 도면,6 is a view illustrating a node generation process according to the present invention;

도 7은 체적소화된 전화기 영상에 대하여 노드와 에지가 생성된 결과를 도시하는 예시적인 도면,7 is an exemplary diagram illustrating a result of generating nodes and edges for volumetric telephone image;

도 8, 도 9 및 도 10은 각기 본 발명의 실험 결과를 예시하는 도면.8, 9 and 10 illustrate the experimental results of the present invention, respectively.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 체적소화 블록 200 : 골격화 블록100: volume digestion block 200: skeletal block

300 : 노드 생성 블록 400 : 노드 병합 블록300: node generation block 400: node merge block

500 : 3차원 영상 데이터베이스500: 3D image database

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the preferred embodiment according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 영상의 검색을 위한 그래프 생성 방법을 구현하는 데 적합한 블록 구성도가 도시된다. 본 발명의 시스템은 체적소화 블록(100), 골격화 블록(200), 노드 생성블록(300) 및 노드 병합 블록(400)을 포함한다.Referring to FIG. 1, there is shown a block diagram suitable for implementing a graph generation method for retrieving a 3D image according to the present invention. The system of the present invention includes a volume digest block 100, a skeleton block 200, a node generation block 300, and a node merge block 400.

체적소화 블록(100)은 도 8(a), 도 9(a) 또는 도 10(a)에 예시된 바와 같이 삼각형 메쉬로 표현된 3차원 물체의 영상을 2차원 영상의 픽셀에 대응하는 체적소(voxel)의 형태로 표현하는 수단으로, 이러한 체적소화 과정은 크게 두 단계로 이루어진다.The volume digest block 100 corresponds to a pixel corresponding to a pixel of a two-dimensional image of an image of a three-dimensional object represented by a triangle mesh as illustrated in FIG. 8 (a), 9 (a), or 10 (a). As a means of expressing in the form of (voxel), this volume digestion process is largely composed of two steps.

첫 번째는 삼각형 메쉬로 표현된 3차원 물체 영상을 체적소로 표현하는 과정이고, 두 번째는 첫 번째 단계의 결과를 바탕으로 수학적 형태학의 영역 메우기 알고리즘을 적용하여 3차원 물체 영상의 내부를 메우는 과정이다.The first is the process of expressing the 3D object image represented by the triangular mesh in volume, and the second is the process of filling the interior of the 3D object image by applying the mathematical morphological area filling algorithm based on the result of the first step. .

컴퓨터 그래픽스는 3차원 공간상의 장면을 2차원 영상으로 변환하는 것을 목적으로 한다. 컴퓨터 그래픽스에서는 영상을 보여주는 방법으로 래스터 그래픽스(raster graphics)를 사용하는데, 이 방법은 3차원 공간상의 장면을 화소로 표현하는 기법으로, 직선이나 다각형을 화소로 변환하면서 발생하는 톱날 모양의 무늬(jagged pattern), 랜더링 속도 저하 등의 단점을 가지고 있다. 래스터 그래픽스에서 직선을 화소로 표현하고자 하는 경우에 DDA(Digital Differential Analyzer) 알고리즘이 주로 사용된다. DDA 알고리즘은 래스터 그래픽스로 직선을 표현할 때 해당하는 화소를 결정하기 위한 알고리즘이다.Computer graphics aim to convert a scene in three-dimensional space into a two-dimensional image. In computer graphics, raster graphics are used to display images. This method is a technique for representing scenes in three-dimensional space as pixels, and jagged patterns generated when converting straight lines or polygons to pixels. pattern) and rendering speed decreases. Digital radar analyzer (DDA) algorithm is mainly used to express straight lines in pixels in raster graphics. The DDA algorithm is an algorithm for determining a corresponding pixel when representing a straight line in raster graphics.

본 발명의 체적소화 블록(100)에서는 DDA 알고리즘을 응용하여 3차원 물체의 삼각형 메쉬 체적소화에 적용하는 것으로 다음과 같이 설명된다.In the volume digestion block 100 of the present invention, the DDA algorithm is applied to the triangular mesh volumetric digestion of a three-dimensional object.

예로 도 2에는 도 8(a), 도 9(a) 또는 도 10(a)에 예시된 바와 같은 삼각형 메쉬 영상에서 어느 하나의 삼각형이 예시된다. 기준이 되는 삼각형의 꼭지점을 M, 다른 두 꼭지점을 L, R이라 가정하자. 이 때, L, R을 연결하는 선분을 등간격으로 나누어 각 간격을 증가분(Δ)으로 설정한다. 설정된 증가분(Δ)에 따라 L에서 R로 P를 이동한다. 이 때, M과 P를 연결하는 선분의 체적소화를 수행하면 삼각형 LMR에 대한 체적소화가 수행된다.For example, FIG. 2 illustrates one triangle in a triangle mesh image as illustrated in FIG. 8 (a), FIG. 9 (a), or FIG. 10 (a). Suppose the vertices of the reference triangle are M and the other two vertices are L and R. At this time, the line segments connecting L and R are divided by equal intervals, and each interval is set as an increment Δ. Move P from L to R according to the set increment (Δ). At this time, when the volume digestion of the line connecting M and P is performed, the volume digestion for the triangle LMR is performed.

보다 상세히 말해서, M과 L을 연결하는 선분에서 DDA 알고리즘을 적용하여 체적소화를 수행하면, 선분 ML의 체적소(voxel)이 구해지고, P를 증가분(Δ)만큼 L에서 R로 이동하여 DDA 알고리즘을 적용하면 선분 MP의 체적소가 구해진다. 이러한 방식을 선분 MR에 이르기까지 반복함으로써 3차원 물체 영상의 하나의 삼각형 메쉬에 대한 체적소화가 완료된다. 상술한 일련의 과정을 삼각형 메쉬 3차원 영상의 모든 삼각형에 대하여 반복하여 적용하면 3차원 영상의 체적소화가 완료된다. 즉, 체적소화란 3차원 영상의 물체의 경계를 체적소(voxel)로 표현하는 과정이라 할 수 있다. 체적소화를 수행한 결과는 도 4a에 예시된다.In more detail, if the volumetric digestion is performed by applying the DDA algorithm on the line connecting M and L, the volume of the line ML is obtained, and P is moved from L to R by an increment (Δ) to make the DDA algorithm. Is applied, the volume of the line segment MP is obtained. By repeating this method up to the line segment MR, the volume digestion of one triangular mesh of the three-dimensional object image is completed. When the above-described series of processes are repeatedly applied to all triangles of the triangle mesh 3D image, volumetric digestion of the 3D image is completed. That is, volume digestion may be referred to as a process of expressing the boundary of an object of a 3D image as a volume. The result of performing volume digestion is illustrated in FIG. 4A.

그 다음의 두 번째 과정은 체적소화가 수행된 3차원 영상에 대하여 경계의내부를 체적소로 표현하는 과정이다.The second step is to express the inside of the boundary as a volume element for the 3D image on which volume digestion is performed.

통상적으로 삼각형 메쉬로 표현된 3차원 물체 영상의 경계에 대한 체적소화가 수행되면, 그래프 생성 알고리즘을 적용하기 위하여 물체의 내부도 체적소로 메우게 되는 데, 종래기술의 영역 메우기 알고리즘은 영역 내부의 화소에 대한 정보를 알고 있어야 한다는 단점을 가지고 있다.Typically, when volumetric digestion is performed on the boundary of a three-dimensional object image represented by a triangular mesh, the interior of the object is also filled with a volume to apply a graph generation algorithm. It has the disadvantage of knowing information about.

본 발명의 영역 메우기 방법은 물체 영상의 테두리 상자를 기반으로 만들어진 3차원 물체 영상 경계 이외 부분의 체적소를 대상으로 각 축 방향으로 두 층의 체적소를 더한다. 그러면 새로이 추가된 체적소는 테두리 상자의 정의에 의하여 3차원 물체에 포함되지 않게 되고, 물체의 외부로 정의할 수 있다. 이와 같은 방식으로 정의된 체적소를 이용하면 수학적 형태학의 영역 메우기 알고리즘을 적용하여 3차원 물체 영상의 외부 영역을 메울수 있고, 외부 영역이 메워진 영상의 역상으로부터 영상의 내부가 메워진 영상을 얻을 수 있다.The area filling method of the present invention adds two layers of volume in each axial direction to a volume of a portion other than the three-dimensional object image boundary made based on the bounding box of the object image. Then, the newly added volume place is not included in the 3D object by the definition of the bounding box, and can be defined as the outside of the object. Using the volume defined in this way, it is possible to fill the outer region of the 3D object image by applying the region morphology algorithm of mathematical morphology, and obtain the image with the inside of the image filled from the inverse of the image with the outer region filled. .

보다 상세히 설명하면, 본 발명의 체적소화 블록(100)은 먼저 도 3a에 예시된 바와 같이, 3차원 물체(150)를 에워싸는 테두리 상자(130)를 설정한다.In more detail, the volume digesting block 100 of the present invention first sets the bounding box 130 surrounding the three-dimensional object 150, as illustrated in FIG. 3A.

그 다음, 도 3b에 예시된 바와 같이, 테두리 상자(130) 외부의 3차원 물체(150)를 포함하지 않는 일정 범위의 외부 영역(140)을 메운다. 여기서 메워나간다는 표현은 특정값의 체적소로 패딩하는 것을 의미한다.Then, as illustrated in FIG. 3B, the outer region 140 is filled with a range of not including the three-dimensional object 150 outside the bounding box 130. The expression filling out here means padding with a specific volume.

그 다음 과정은 도 3c에 예시된 바와 같이, 특정값으로 패딩된 체적소 영역의 내측의 테두리 상자(130)로부터 내측으로 3차원 물체(150)의 경계를 나타내는 체적소가 발견될 까지 또 다시 특정 값의 체적소로 패딩함으로써 테두리 상자(130)내부 영역(140)을 메운다. 그 결과, 3차원 물체(150)의 외부를 완전히 둘러싸는 패딩 영역(140, 160)과 3차원 물체(150) 내부 영역으로 구별된다.The next process is again specified until the volume point representing the boundary of the three-dimensional object 150 is found inward from the bounding box 130 inside the volume area padded to a specific value, as illustrated in FIG. 3C. The inner area 140 of the bounding box 130 is filled by padding the volume of the value. As a result, the padding areas 140 and 160 completely surrounding the outside of the 3D object 150 and the inside area of the 3D object 150 are distinguished.

이후, 특정 값으로 패딩된 체적소의 영역, 즉 3차원 물체(150)의 경계 외부 영역(140 및 160)과 3차원 물체(150)의 경계 내부를 서로 반대로 반전한다. 그러면, 3차원 물체(150) 경계 내부가 특정 값의 체적소로 패딩되며, 이에 따라 3차원 물체(150) 경계 내부가 메워진다. 그 결과는 도 4b에 예시되며, 도 4c는 경계와 외부를 함께 표현한 도면이다.Subsequently, the area of the volume place padded with a specific value, that is, the areas outside the boundary 140 and 160 of the 3D object 150 and the inside of the boundary of the 3D object 150 are reversed. Then, the inside of the boundary of the three-dimensional object 150 is padded with a volume of a specific value, thereby filling the inside of the boundary of the three-dimensional object 150. The result is illustrated in FIG. 4B, and FIG. 4C is a diagram representing the boundary and the outside together.

골격화 블록(200)은 체적소화와 영역 메우기가 완료된 3차원 물체 영상에 대하여 반복적으로 하기 수학식 1을 이용하여 계층 구조의 골격(skeleton)을 표현하는 과정을 수행한다.The skeletalization block 200 repeatedly performs a process of expressing a skeleton of a hierarchical structure by using Equation 1 below on a three-dimensional object image in which volume digestion and region filling are completed.

여기서,는 골격이고,은 체적소로 표현된 3차원 영상이고,는 계층이고, B는 수학적 형태학의 연산을 위한 구조 요소이다.,는 각각 수학적 형태학의 연산으로, 각각 수축과 열기 연산을 의미한다.here, Is a skeleton, Is a three-dimensional image expressed in volume, Is a hierarchy and B is a structural element for computation of mathematical morphology. , Are mathematical morphological calculations, respectively, which mean contraction and thermal operations.

즉, 골격화 블록(200)에 의해 수행되는 골격화는 원래의 물체 영상에서 중요한 부분을 없애준다면 결과적으로 물체의 중요한 부분의 골격만을 표현할 수 있다는 수학적 형태학을 의미한다. 예를 들면, 도 5a 내지 도 5e는 672개의 삼각형 메쉬로 구성된 전화기에 대하여 38*15*34의 해상도로 체적소화를 수행한 3차원 영상의 골격화 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, 도 5f는 도 5a 내지 도 5e의 계층적구조의 골격을 합쳐놓은 영상을 의미한다.That is, the skeletalization performed by the skeletal block 200 means a mathematical morphology that can only represent the skeleton of the important part of the object as a result of removing the important part from the original object image. For example, FIGS. 5A to 5E illustrate skeletal processes of three-dimensional images in which volume digestion is performed at a resolution of 38 * 15 * 34 for a telephone composed of 672 triangle meshes. Here, FIG. 5F refers to an image in which the skeletons of the hierarchical structures of FIGS. 5A to 5E are combined.

노드 생성 블록(300)은 골격화 블록(200)에 의해 생성된 각 계층의 골격을 노드로 표현하고, 각 노드간의 연결 정보로부터 에지를 생성함으로서 3차원 물체 영상으로부터 노드와 에지를 생성하는 기능을 수행한다.The node generation block 300 expresses a skeleton of each layer generated by the skeletal block 200 as nodes and generates nodes and edges from the 3D object image by generating edges from the connection information between the nodes. To perform.

본 발명에 따르면, 노드 생성 블록(300)은 상위 계층으로부터 하위 계층으로 각 계층의 골격에 대하여 계층값 만큼의 팽창을 수행하여 노드를 생성한다.According to the present invention, the node generation block 300 generates a node by expanding the skeleton of each layer by a layer value from an upper layer to a lower layer.

예를 들면, 도 6a는 골격화를 수행하기 전의 체적소화 블록에 의해 체적소화된 12*7 물체 영상을 2차원 평면상의 화소 블록으로 예시한 도면이다. 도 6b는 골격화를 수행한 결과 세 개의 계층을 갖는 12*7 영상의 골격화 결과를 2차원 평면으로 도시한 것으로, 골격(310)은 계층(k)이 2인 영상을, 골격(320)은 계층(k)이 1인 영상을, 그리고 다섯 개의 화소를 갖는 골격(330)은 계층(k)이 0인 영상을 의미한다.For example, FIG. 6A is a diagram illustrating a pixel block on a two-dimensional plane of a 12 * 7 object image that is volumetricized by a volumetric block before performing skeletalization. FIG. 6B illustrates a skeletal result of a 12 * 7 image having three hierarchies as a two-dimensional plane, and the skeleton 310 shows an image having a layer k of 2 and a skeleton 320. Denotes an image having a layer k of 1 and a skeleton 330 having five pixels.

도 6b에서, 최상위 골격(310)은 k=2 이므로 두 번의 팽창 과정을 수행하게 되며, 그 결과는 도 6c에 도시된다.In FIG. 6B, since the topmost skeleton 310 has k = 2, two expansion processes are performed, and the result is shown in FIG. 6C.

최상위 골격(310)에 대한 팽창을 수행한 후, 한 단계 낮은 계층의 골격(320)에 대하여 계층값(k) 만큼, 즉 한번의 팽창을 수행한다. 이때, 이전 계층의 팽창 결과에 포함된 골격, 즉 (320')에 대하여는 팽창을 수행하지 않는다. 그 결과는 도 6d에 도시된다.After the expansion of the uppermost skeleton 310 is performed, the expansion of the uppermost skeleton 310 is performed by the layer value k, that is, one expansion. In this case, expansion is not performed on the skeleton included in the expansion result of the previous layer, that is, 320 '. The result is shown in FIG. 6D.

한편, 도 6e는 계층 k=0인 골격(330)에 대하여 0번의 팽창으로 노드가 생성된 결과를 예시한다. 이렇게 각 계층별로 구한 팽창 결과는 도 6f에 예시된 바와같이 서로 합쳐진 합집합으로서 생성되는 데 팽창 결과가 겹치는 경우에는 상위 계층의 결과를 따른다.Meanwhile, FIG. 6E illustrates the result of the node being created by zero expansion for the skeleton 330 having the layer k = 0. The expansion result obtained for each layer is generated as a union that is merged with each other as illustrated in FIG. 6F. When the expansion results overlap, the result of the upper layer is followed.

실제로 그래프의 노드가 되기 위해서는 도 6f와 같은 합집합에 대하여 연결 성분을 추출하여 노드를 라벨링(labeling)하는 과정이 필요한데, 이는 수학적 형태학의 연결 성분 추출 알고리즘을 이용하여 구현된다. 연결 성분 추출 알고리즘은 화소들 중에서 동일한 값을 가지는 부분을 추출하여 전체 영상이 몇 개의 부분으로 구성되었는지를 결정하는 알고리즘이다.In order to actually become a node of the graph, it is necessary to label the nodes by extracting the connection components for the union as shown in FIG. 6F, which is implemented by using the connection component extraction algorithm of mathematical morphology. The connection component extraction algorithm is an algorithm that determines how many parts the entire image is composed by extracting a part having the same value among the pixels.

그리고 생성된 노드에 대하여 연결성 여부를 판단하여 에지를 구성하게 되는데, 본 발명의 노드 생성 기법의 경우 노드 생성 결과가 기존 영상과 일치하지 않는다. 이는 상위 단계의 노드에 포함된 골격을 노드의 생성에 사용하지 않기 때문이다. 즉, 골격화의 결과로부터 기존 영상을 복원할 수 있지만, 골격의 일부가 노드 생성 과정에서 소실되기 때문에 노드 생성 결과는 기존 영상과 일치하지 않는다. 따라서, 노드간의 연결성 여부를 판단하기 위하여 골격으로부터 복원한 별도의 영상을 노드 생성 결과와 비교하면서 에지를 추출한다.The edges are configured by determining whether the generated nodes are connected or not. In the node generation scheme of the present invention, the node generation results do not coincide with the existing image. This is because the skeleton contained in the node of the higher level is not used to generate the node. That is, although the existing image can be restored from the result of skeletalization, the node generation result does not coincide with the existing image because part of the skeleton is lost in the node generation process. Therefore, in order to determine the connectivity between nodes, edges are extracted while comparing a separate image reconstructed from a skeleton with a node generation result.

도 7은 38*15*34의 해상도로 체적소화된 도 6f에 도시된 전화기 영상에 대하여 53개의 노드와 에지가 생성된 결과로서, 도 7a는 체적소화된 전화기 영상에서 계층에 따라서 노드를 다른 색으로 표현한 그림이고, 도 7b는 각각의 체적소를 노드별로 라벨링하고 각 노드에 해당하는 체적소들의 평균값을 중심으로, 골격의 계층을 반지름으로 설정하여 구로 표현한 것이다.FIG. 7 is the result of 53 nodes and edges generated for the phone image shown in FIG. 6F volumetricized at a resolution of 38 * 15 * 34. FIG. 7A shows the different colors of nodes according to hierarchy in the volumetric telephone image. Figure 7b is a representation of the sphere by labeling each volume by node and by setting the radius of the skeleton to a radius around the average value of the volume corresponding to each node.

본 발명에 따른 노드 생성 기법으로 3차원 물체 영상의 그래프를 생성하면도 7의 전화기 영상과 같이 노드의 개수가 많아서 인식이나 색인에 적합하지 않다. 따라서 노드간의 병합 과정을 통하여 적절한 그래프로 표현하는 후 처리 과정이 필요한 데, 본 발명에서는 크기 조건과 거리 조건을 설정하여 노드의 병합 여부를 판단한다. 노드의 병합 과정은 크기 조건을 반복적으로 적용한 후 거리 조건을 적용하여 적절한 그래프를 생성하는 과정으로, 두 노드가 병합되는 경우 계층이 낮은 노드가 계층이 높은 노드로 병합되는 것을 원칙으로 한다.When the graph of the 3D object image is generated by the node generation method according to the present invention, as shown in the telephone image of FIG. Therefore, the post-processing process is required to express the appropriate graph through the merging process between nodes. In the present invention, it is determined whether to merge the nodes by setting the size condition and the distance condition. The merging process of nodes is a process of generating an appropriate graph by repeatedly applying a size condition and then applying a distance condition. In principle, when two nodes are merged, a node having a lower hierarchy is merged into a node having a higher hierarchy.

노드는 골격으로부터 생성된 체적소의 집합으로 골격의 계층을 특질로 가지는 데, 노드의 계층이 높을수록, 노드를 구성하는 체적소의 개수가 많을수록 영상에서 중요한 부분이라 할 수 있다. 그러므로, 적절한 문턱치를 설정하여 문턱치보다 작은 개수의 체적소를 가진 노드들을 병합하면 적절한 개수의 노드로 그래프를 표현할 수 있다. 그러나, 다리가 몸통에 비하여 왜소한 사지 동물의 경우, 다리 부분에 계층이 낮으면서 체적소의 개수가 적은 노드가 생성되고, 이 노드가 다른 노드에 병합됨으로써 특징이 소실된 그래프가 생성될 수 있다.A node is a set of volume elements generated from a skeleton and has a hierarchy of skeletons. The higher the hierarchy of nodes and the larger the number of volume components constituting the node, the more important the image. Therefore, by setting an appropriate threshold and merging nodes having a smaller number of volumes than the threshold, the graph can be represented by an appropriate number of nodes. However, in the case of limb animals whose legs are smaller than those of the torso, a node having a low hierarchy and a small number of volumetric elements is generated in the leg portion, and the nodes may be merged with other nodes to generate a graph of missing features.

따라서, 본 발명의 노드 병합 블록(400)은 각 계층의 노드들에 대하여 문턱치를 설정하고, 계층에 따라 노드들의 병합 여부를 결정한다. 그런데, 각 계층에 대하여 문턱치를 설정하고 병합을 수행하면, 상위 계층으로 갈수록 노드의 개수가 줄어들기 때문에 상위 계층의 노드 중에서 일부가 다른 노드에 병합되는 결과를 초래한다. 따라서 전체적인 노드들의 체적소의 개수에 대하여 문턱치를 설정하고, 이 문턱치보다 작은 문턱치를 가지는 계층에 대하여 노드의 병합 여부를 결정하는 크기 조건을 하기 수학식과 같이 설정한다.Accordingly, the node merging block 400 of the present invention sets a threshold for the nodes of each layer and determines whether to merge the nodes according to the layer. However, when the threshold is set for each layer and the merge is performed, the number of nodes decreases toward the higher layer, resulting in some of the nodes of the upper layer being merged with other nodes. Accordingly, a threshold is set for the total number of volume locations of the nodes, and a size condition for determining whether to merge nodes is set for a layer having a threshold smaller than this threshold as shown in the following equation.

수학식 2에서,는 골격의 계층을 의미하고,계층에 포함된 노드의 개수를 의미한다.In Equation 2, Means the hierarchy of the skeleton, silver The number of nodes included in the hierarchy.

개의 노드들을 체적소의 개수에 대한 오름차순으로 정렬하였을 때,계층에서번째 노드의 체적소의 개수이다.계층에 포함된 노드들의 체적소의 개수에 대한 히스토그램으로부터 얻은 문턱치, 는 모든 노드들의 체적소의 개수에 대한 히스토그램으로부터 얻은 문턱치이다. 문턱치 설정 방법으로는 주어진 집합을 두 부분으로 나눌 때 분리도를 최대로 만드는 기법을 이용한다. Nodes are sorted in ascending order of number of volume, Is In the hierarchy The number of volumes in the first node. Is The threshold obtained from the histogram of the number of volumes of nodes included in the hierarchy, Is the threshold obtained from the histogram of the number of volumes of all nodes. The threshold setting method uses a technique that maximizes the degree of separation when a given set is divided into two parts.

크기 조건에서 각 계층 별로 노드의 병합 여부를 고려함으로써 실제로 낮은 계층의 노드 중에서 의미 없는 부분이 그래프에 포함될 가능성이 존재한다. 또한 동일한 계층의 노드들 중에서 하나로 병합될 필요가 있는 부분이 그래프에 포함될 가능성도 존재한다.By considering whether nodes are merged in each layer in the size condition, there is a possibility that a meaningless part of the nodes in the lower layer is actually included in the graph. There is also the possibility that the graph will contain parts that need to be merged into one of the nodes of the same layer.

따라서 본 발명에 따르면, 이러한 노드들을 병합하기 위하여 각 노드의 중심간의 거리를 각 노드의 계층 값의 합과 비교하는 거리 조건을 하기 수학식 3과 같이 설정한다.Therefore, according to the present invention, in order to merge these nodes, a distance condition for comparing the distance between the centers of each node with the sum of the hierarchical values of each node is set as in Equation 3 below.

수학식 3에서,은 골격의 계층을 의미하고,는 노드의 중심,은 유클리디안 거리를 의미한다.은 체적소가 직육면체이므로 대각선의 길이를 고려하기 위한 상수이다.In Equation 3, Wow Means the hierarchy of the skeleton, Is the center of the node, Means Euclidean distance. Since the volume is a cuboid, it is a constant to consider the length of the diagonal.

노드 병합 블록(400)에 의해 병합되어 생성된 3차원 물체인 전화기 영상은 예를 들면, 도 8c, 도 9c 또는 도 10c에 예시되어 있으며, 이들 영상은 3차원 영상 데이터베이스에 저장되며, 추후 3차원 영상의 내용 기반 검색 및 브라우징을 위한 색인 그래프로서 사용된다.The telephone image, which is a three-dimensional object generated by merging by the node merging block 400, is illustrated in, for example, FIG. 8C, 9C or 10C, and these images are stored in a three-dimensional image database, and later three-dimensional. It is used as an index graph for content-based retrieval and browsing of images.

실험예Experimental Example

본 발명에서 제안된 3차원 영상의 그래프 표현 기법의 성능을 평가하기 위하여 세 가지 3차원 영상에 대하여 모의 실험을 수행하였다. 3차원 영상은 삼각형 메쉬로 표현된 경우를 대상으로 하였고, 체적소화는 영상의 테두리 상자에 대하여 가장 짧은 변을 15 등분하여 구현하였다. 그리고 최종 그래프 표현은 노드와 에지의 정보를 저장하게 되고, 노드는 반지름을 가지는 구로 에지는 선분으로 표현된다. 본 발명에서는 Intel Pentium III 600MHz, 192MB 메모리의 하드웨어와 Windows NT Server 4.0 운영체제하에서 실험을 수행하였다.In order to evaluate the performance of the graph representation method of the proposed 3D image, simulations were performed on three 3D images. Three-dimensional images were represented by triangular mesh, and volume digestion was implemented by dividing the shortest side by 15 equal to the bounding box of the image. The final graph representation stores the information of nodes and edges, and nodes are radiused spheres and edges are represented by line segments. In the present invention, the experiment was performed under the hardware of Intel Pentium III 600MHz, 192MB memory and Windows NT Server 4.0 operating system.

도 8, 도 9 및 도 10은 전화기, 장난감, 소에 대한 실험 결과이고, 표 1과 표 2에서 체적소화, 골격화, 그래프 표현 기법에 대한 결과와 각 알고리즘의 수행 시간을 기술하였다. 표 2에서 영상 표현을 위한 체적소의 개수는 주어진 3차원 영상에 대하여 체적소화를 수행하였을 때 영상을 표현하는 데에 필요한 체적소의 개수를 의미하고, 그래프 표현을 위한 체적소의 개수는 영상을 노드와 에지로 구성된 그래프로 표현하는 경우 노드를 구성하는데 필요한 체적소의 개수를 의미한다.8, 9, and 10 are experimental results for the telephone, toy, and cow. Tables 1 and 2 describe the results of the volume digestion, skeletalization, and graph representation techniques, and the execution time of each algorithm. In Table 2, the number of volumes for image representation refers to the number of volumes required to represent an image when volume digestion is performed for a given 3D image, and the number of volumes for graph representation represents the image of nodes and edges. When expressed as a graph, it means the number of volumes required to construct a node.

물체object 점의 개수Number of points 메쉬의 개수Number of meshes 체적소의 해상도Volumetric resolution 골격의 계층Layer of skeleton 그래프 노드의 수Number of graph nodes 전화기cellphone 338338 672672 38*15*3438 * 15 * 34 44 33 장남감개Eldest son 19441944 38083808 29*23*1529 * 23 * 15 33 88 small 29042904 58045804 46*28*1546 * 28 * 15 55 66

물체object 체적소화 수행시간(sec)Volume fire extinguishing time (sec) 골격화 수행시간(sec)Skeletal execution time (sec) 그래프 생성 수행시간(sec)Graph creation execution time (sec) 영상표현을 위한 체적소 개수Volume count for image representation 그래프표현을 위한 체적소 개수Volume count for graph representation 전화기cellphone 2.0932.093 1.9531.953 9.7849.784 36643664 29992999 장남감개Eldest son 1.2021.202 0.7910.791 4.2364.236 19451945 18581858 small 2.4542.454 2.5432.543 13.41013.410 59755975 51295129

도 8, 도 9 및 도 10의 세 가지 3차원 영상에 대하여 영상 표현을 위한 체적소의 개수와 그래프 표현을 위한 체적소의 개수가 일치하지 않음을 알 수 있는 데, 이는 본 발명의 그래프 표현 기법이 완전한 복원을 수행하지 않는다는 것을 의미한다.For the three 3D images of FIGS. 8, 9 and 10, it can be seen that the number of volume elements for image representation and the number of volume elements for graph representation do not coincide. It means not to perform a restore.

도 8(a), 도 9(a), 도 10(a)는 실험 영상은 와이어프레임(wireframe)으로 표현한 것이고, 도 8(b), 도 9(b), 도 10(b)은 체적소화된 영상이 적절한 노드로 표현된 결과이고, 도 8(c), 도 9(c), 도 10(c)는 도 8(a), 도 9(a), 도 10(a)의 그래프 표현 결과이다. 도 8(c), 도 9(c), 도 10(c)의 구 반지름은 노드의 계층에 따라 결정된다.8 (a), 9 (a) and 10 (a) show the experimental images in a wireframe, and FIGS. 8 (b), 9 (b) and 10 (b) show volumetric digestion. The resulting image is represented by an appropriate node, and Figs. 8 (c), 9 (c) and 10 (c) show the results of the graphs of Figs. 8 (a), 9 (a) and 10 (a). to be. The sphere radii of FIGS. 8 (c), 9 (c) and 10 (c) are determined according to the hierarchy of nodes.

그래프 표현의 결과를 살펴보면, 전화기 영상은 송화기, 수화기, 손잡이로 표현되는 것을 알 수 있고, 장남감 개나 소의 경우 크게 머리와 몸통, 그리고 4개의 다리로 표현됨을 알 수 있다. 특히 장남감 개의 경우 꼬리와 귀가 노드로 표현되어 보다 상세하게 영상을 기술하는 것을 알 수 있다.Looking at the results of the graph representation, it can be seen that the phone image is represented by a handset, a handset, a handle, and a toy or a cow is represented by a head, a body, and four legs. In particular, it can be seen that in the case of toy dogs, the tail and ears are represented by nodes to describe the image in more detail.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 그래프 표현 방법을 이용하여 데이터베이스에 저장된 3차원 영상의 그래프는 골격화를 사용함으로써 기하학적 정보를 잃지 않고, 뛰어난 압축 효과를 가질 뿐 아니라 인간의 직관과 유사한 형태로 인하여 3차원 물체 인식이나 방대한 양의 데이터베이스의 효율적 관리에 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 유사한 구조를 가지는 물체의 경우 노드에 저장된 체적소의 개수와 에지에 저장된 노드간의 거리 정보로부터 변별력있는 색인과 인식을 간단한 척도로 수행할 수 있다. 또한, 수학적 형태학을 이용하여 3차원 영상을 체적소의 입장에서 접근함으로써 계산 기하를 이용하는 방법에 비하여 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있다.As described above, the graph of the three-dimensional image stored in the database using the graph representation method of the present invention not only loses geometric information by using skeletalization, but also has an excellent compression effect and is similar in shape to human intuition. It can be useful for 3D object recognition and efficient management of large amounts of databases. In addition, in the case of an object having a similar structure, discriminative indexing and recognition can be performed on a simple scale based on the number of volume places stored in the node and the distance information between the nodes stored in the edge. In addition, by using the mathematical morphology to approach the three-dimensional image from the perspective of the volume place, it has the advantage that it is more resistant to noise than the method using the computational geometry.

Claims (9)

3차원 물체 영상의 검색을 위한 그래프 표현 방법에 있어서,In the graph representation method for searching a three-dimensional object image, 3차원 물체 영상을 나타내는 삼각형 메쉬를 체적소(voxel)로 표현하는 체적소화 단계;A volume digestion step of expressing a triangular mesh representing a three-dimensional object image in volume; 상기 체적소화된 삼각형 메쉬의 3차원 물체 영상을 계층별로 계층 구조를 갖는 골격으로 골격화하는 단계;Skeletonizing the 3D object image of the volumetric triangular mesh into a skeleton having a hierarchical structure for each layer; 상기 계층별로 골격화된 3차원 물체 영상을 상기 계층 값을 이용하여 팽창시킴으로써 3차원 영상 그래프의 노드를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And generating a node of a 3D image graph by expanding the 3D object image skeletonized for each layer using the layer value. 제 1 항에 있어서, 상기 체적소화 단계는:The method of claim 1, wherein the volume digesting step: 상기 3차원 물체 영상을 체적소화하여 상기 3차원 물체 영상의 경계를 설정하는 단계;Volume-diminishing the three-dimensional object image to establish a boundary of the three-dimensional object image; 상기 3차원 물체 영상의 경계 내부에 대한 영역 메우기를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And filling the region of the boundary of the 3D object image. 제 2 항에 있어서, 상기 3차원 물체 영상의 경계 설정 단계는:The method of claim 2, wherein the boundary setting of the 3D object image comprises: 상기 삼각형 메쉬의 각 삼각형의 두 꼭지점을 연결하는 선분을 등간격으로 나누어 각 간격을 증가분으로 설정하는 단계;Dividing a line segment connecting two vertices of each triangle of the triangle mesh at equal intervals and setting each interval as an increment; 상기 선분을 따라 상기 설정된 증가분 만큼 이동하면서 생성되는 또 다른 선분의 체적소화를 수행함으로써, 상기 삼각형 메쉬의 모든 삼각형에 대하여 체적소화를 수행하여 상기 물체의 경계를 체적소로 생성하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And performing volumetric digestion of all the triangles of the triangular mesh by performing volumetric digestion of another line segment generated while moving by the set increment along the line segment. Graph representation method for 3D object image retrieval. 제 2 항에 있어서, 상기 영역 메우기 단계는:The method of claim 2, wherein the filling of the region is: 상기 3차원 물체 영상의 경계를 에워싸는 테두리 상자를 설정하는 단계;Setting a bounding box surrounding a boundary of the 3D object image; 상기 테두리 상자 외부의 상기 물체를 포함하지 않는 일정 범위의 외부 영역을 특정 값의 체적소로 패딩하는 단계;Padding a range of outer regions that do not include the object outside the bounding box with a volume of a specific value; 상기 패딩된 체적소 영역내측에서 상기 물체의 경계를 나타내는 체적소까지 상기 특정 값의 체적소로 패딩하는 단계;Padding with the volume of the particular value from within the padded volume region to a volume representing the boundary of the object; 상기 특정 값의 체적소와 상기 물체 경계 내부를 역으로 반전하여 상기 물체 경계 내부를 특정 값의 체적소로 패딩함으로써, 상기 물체 경계 내부를 메우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And inverting the inside of the object boundary by padding the inside of the object boundary with the inside of the object boundary by inverting the volume of the specific value inversely to the inside of the object boundary. Graph representation method. 제 1 항에 있어서, 상기 노드 생성 단계는:The method of claim 1, wherein the node creation step is: 최상위 골격으로부터 최하위 골격까지 순차적으로 대응하는 골격의 계층 값만큼 팽창을 수행하는 단계;Performing expansion by the hierarchical value of the corresponding skeleton sequentially from the highest skeleton to the lowest skeleton; 각각의 계층마다 팽창된 골격을 계층 구조의 골격 영상으로 합하는 단계;Combining the expanded skeleton for each layer into a skeleton image of the hierarchical structure; 상기 합쳐진 계층 구조의 골격의 연결 성분을 추출하여 3차원 영상 그래프의 노드로서 생성하고, 상기 노드들을 연결하는 정보에 따라 3차원 영상 그래프의 에지로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And extracting the connection components of the merged hierarchical skeletons as nodes of a 3D image graph and generating edges of the 3D image graph according to the information connecting the nodes. Graph representation method for image search. 제 5 항에 있어서, 계층적인 골격화에서 이전의 상위 계층의 팽창 결과에 포함된 하위 계층의 골격에 대하여는 팽창을 제외시키는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.6. The method of claim 5, wherein the hierarchical skeletalization excludes the expansion of the skeleton of the lower layer included in the expansion result of the previous upper layer. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은:The method of claim 1 wherein the method is: 상기 3차원 영상 그래프의 노드에 대하여 계층이 낮은 노드가 계층이 높은 노드로 병합하는 노드 병합 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And a node merging step of merging nodes having a lower hierarchy into nodes having a higher hierarchy with respect to the nodes of the 3D image graph. 제 7 항에 있어서, 상기 노드 병합 단계는 크기 조건과 거리 조건을 설정하여 노드를 병합하며;8. The method of claim 7, wherein the node merging step merges nodes by setting size and distance conditions; 상기 크기 조건은 하기 수학식을 만족하며,The size condition satisfies the following equation, 상기 수학식에서,는 골격의 계층이고,계층에 포함된 노드의 개수이고,개의 노드들을 체적소의 개수에 대한 오름차순으로 정렬하였을 때,계층에서번째 노드의 체적소의 개수이고,계층에 포함된 노드들의 체적소의 개수에 대한 히스토그램으로부터 얻은 문턱치이고,는 모든 노드들의 체적소의 개수에 대한 히스토그램으로부터 얻은 문턱치이며;In the above equation, Is a hierarchy of skeletons, silver The number of nodes in the hierarchy, Is Nodes are sorted in ascending order of number of volume, In the hierarchy Number of volumes in the first node, Is The threshold obtained from the histogram of the number of volume places of the nodes included in the hierarchy, Is a threshold obtained from the histogram of the number of volumes of all nodes; 상기 거리조건은 하기 수학식을 만족하며,The distance condition satisfies the following equation, 상기 수학식에서,은 골격의 계층이고,는 노드의 중심이고,은 유클리디안 거리이고,은 상수인 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.In the above equation, Wow Is a hierarchy of skeletons, Is the center of the node, Is Euclidean street, The graphing method for the three-dimensional object image search, characterized in that the constant. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은:The method of claim 1 wherein the method is: 상기 3차원 영상 그래프의 노드와 에지 정보를 상기 3차원 물체 영상을 나타내는 검색 및 브라우징 정보로서 데이터베이스에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물체 영상 검색을 위한 그래프 표현 방법.And storing the node and edge information of the three-dimensional image graph in a database as search and browsing information representing the three-dimensional object image.
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