形状信息特征计算理论与技术

形状信息是重要的视觉媒体信息，是形状获取与表示的基本内容与手段。基于特征的形状信息分析和处理是视觉媒体一项新的研究课题，属于信号处理、计算机视觉和数字几何处理的交叉学科，具有前沿性应用基础研究价值。本项研究在过去关于奇异性理论和形状特征提取技术积累基础上，结合应用需要，研究一般三维外形信息的几何特征分析与计算的理论和方法。研究思路为：(1)基于曲面特征分析理论，构建点云特征分析与计算理论和方法，包括基于最优化理论的解析分析法、非几何的分析法、高阶微分量的计算方法；(2)根据特征分析与计算理论，构建整体特征的计算框架，实现点云曲面外形整体信息的计算，包括曲率线网络、测地线和脊线网络等；(3)根据提取特征对复杂拓扑结构进行形状分解和参数化，用于形状语义信息的获取；(4)根据特征和形状分解，实现自然形状的数字化测量；(5)基于特征对形状信息进行极度简化，实现复杂对象和场景的非真实感快速可视化。

本项目基于原研究计划，遵循理论-技术-应用的研究思路，从微分几何奇异性理论出发，研究流形曲面的特征分析方法与计算理论，发展3D离散形状信息数据的特征分析与形状分析技术，特别是无网格参数化方法、基于骨架分析的建模技术等；并通过获取现实对象的真实三维外形数据，结合本课题的研发技术，完成外形数据的特征计算、形状提取、外形重建、模型理解等分析与处理，实现基于特征的快速可视化等；最后与实际应用结合，在三维模型检索等实际问题中开展应用性研究。.具体而言，项目从以下几个研究点切入展开：特征分析与计算理论、离散形状分析与处理技术、分割建模与形状理解、交互造型方法、快速可视化、以及相关应用性研究。在参与成员努力下，本项目在上述研究内容均取得了较好的研究成果。其中在以下四个方面取得突出成果：流形曲面的特征分析技术、无网格参数化与四边形网格化、复杂模型的交互造型、快速可视化。本项目不仅在部分理论技术成果方面达到了国际水平，同时也注重实际应用问题，例如面向有特色的园艺交互式建模，研究成果有对应的软件系统。.目前研究成果如下：标注基金资助的期刊论文12篇（其中SCI论文7篇），会议论文20篇；申请国际专利3项，国内专利7项(授权6项)，授予软件著作权4项；资助培养毕业研究生4名。