一种基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法

技术领域

本发明涉及计算机图形学和工艺品三维建模领域，具体为一种基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法。

背景技术

近年来随着计算机软硬件的快速发展，各行各业都在朝着数字化进程迈进，而三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，其可以表示任何物理自然界存在的东西，它建立在平面和二维设计的基础上，使得设计目标更立体化和形象化，我们所熟知的三维CAD设计就被广泛运用到建筑设计和机械设计行业中，在工艺品制作过程中，设计师通常要通过手工制作或使用计算机辅助设计软件进行工艺品三维模型的建模，然而，对于复杂的工艺品，手工建模则费时费力，并且计算机三维建模辅助软件则需要设备师具备一定的专业技能和经验。因此，需要一种能够自动化生成工艺品三维模型的方法，使得工艺品的设计和制作过程更加高效和便捷。

目前现有技术针对基于文本引导的工艺品三维模型自动建模还存在一些需要优化的地方，具体体现为：现有的一些工艺品三维模型建模的过程大多时间是需要人工对其进行干预，存在模型匹配过程失真，优化改进效率低，无法捕捉重要细节，难以保证工艺品建模的准确性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法，解决了现有工艺品三维建模模型匹配失真，优化改进效率低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法，包括以下步骤：输入文本信息并对文本进行特征提取，所述特征包括材质、形状、颜色；根据特征获得特征参数，对特征参数进行匹配度计算，根据计算结果得到匹配度由高到底的候选工艺品模型；在候选工艺品模型中根据目标工艺品模型的尺寸参数进行进一步筛选，获得最优候选模型；将最优候选模型的参数值，输入到模型生成器中，根据选定的工艺品和最优候选模型的参数值，生成工艺品的三维模型；根据实际需求和反馈，对生成的三维模型进行优化和改进。

进一步地，所述对文本进行特征提取，其具体过程为：将文本按照词典方法分割成子词的序列，分词过程中使用空格和标点符号作为分隔符，将文本切分成一个个离散的词语；移除介词、连词、代词且对文本分类任务影响较小的停用词；在文本分词后，对分词进行词干化处理，减少词性变化对模型的影响，保留文本的材质、形状、颜色特征词。

进一步地，所述对特征参数进行匹配度计算，其具体过程为：将提取特征参数进行数值化处理，其材质记为参数A，形状记为参数B、颜色记为参数C；调取数据库中特征参数，其材质为参数A′、形状为B′、颜色为C′；将提取特征参数与调取特征参数进行对比，其具体过程为：为材质、形状、颜色分配不同权重，以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数δ，以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算形状匹配度系数η；以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数ω；将得到的材质匹配度系数δ、形状匹配度系数η和颜色匹配度系数ω进行排序；基于排序结果分别获取以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影因素的候选模型，形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的候选模型，颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的候选模型。

进一步地，所述对以材质为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数δ，其计算公式为：

其中α

进一步地，所述对以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数η，其计算公式为：

，其中β

进一步地，所述对以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数ω，其计算公式为：

其中γ

进一步地，所述根据目标工艺品模型的尺寸参数进行进一步筛选，获得最佳候选模型，其具体过程为：确定目标工艺品模型的尺寸参数，通过绝对值差异方法对比候选模型和目标模型在每个尺寸参数上的绝对值差异，得到差异在可接受范围内的候选模型，再通过形状相似度分析比较候选模型与目标模型的形状特征，获得工艺品的最佳候选模型。

进一步地，，所述形状相似度系数θ的计算公式为：

其中，

其中，S

进一步地，所述计算三维模型的精确度σ，其精度计算公式为

本发明具有以下有益效果：

(1)、该基于文本信息引导的工艺品三维模型自动模型建模方法，通过以一种特征参数为主要影响因素，其余两种特征参数为次要影响因素进行匹配度计算，得到匹配度有高到低的候选模型，并通过在候选工艺品模型中根据目标工艺品模型的尺寸参数进行进一步筛选，获得最优候选模型，整个过程避免了因人工进行比对主观性较强的缺陷，基于特征参数进行匹配度计算可以提供精确的度量，使得结果更加准确。

(2)、该基于文本信息引导的工艺品三维自动建模方法，通过工艺品自动化建模，避免了不必要的手动操作过程，极大的节约时间，提高了三维建模效率，同时，经过优化和改进的方式能够扩展模型的适用范围，提高了工艺品的精确度和准确性，使得建模结果更加符合实际工艺品的形状和特征，以达到满意的效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法流程图。

图2为本发明基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法对文本进行特征提取过程流程图。

图3为本发明基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法对特征参数进行匹配度计算过程流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过一种基于文本引导的工艺品三维模型自动建模方法，解决了现有工艺品三维建模存在模型匹配失真，优化改进效率低的问题。

本申请实施例中的问题，总体思路如下：

通过从输入的文本信息中提取三维模型特征，包括材质、形状和颜色，根据提取到的特征参数将其进行数值化，数值化使得特征参数能够进行计算，通过以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数，以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算形状匹配度系数；以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数，根据这样一种特征参数作为主要影响因素，其余两种特征参数作为次要因素计算特征参数的模型匹配度，得出以不同参数作为主要影响因素的候选模型，再以尺寸参数对比和形状相似度系数计算，得出最优候选模型，此过程可以明确地突出关键特征，提高模型匹配的准确性，更好地反映出候选模型和目标模型之间的相似度。

使用基准面曲率值和以基准面为中心确定基准面周围相邻面片的曲率值，计算工艺品三维模型的精确度，根据精确度的值提供了客观评估，帮助用户更准确的了解工艺品模型的准确性，并有针对性地进行优化和改进，提高了对模型优化和改进的效率。

请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于文本信息引导的工艺品三维模型自动建模方法，包括以下步骤：输入文本信息并对文本进行特征提取，所述特征包括材质、形状、颜色；根据特征获得特征参数，对特征参数进行匹配度计算，根据计算结果得到匹配度由高到底的候选工艺品模型；在候选工艺品模型中根据目标工艺品模型的尺寸参数进行进一步筛选，获得最优候选模型；将最优候选模型的参数值，输入到模型生成器中，根据选定的工艺品和最优候选模型的参数值，生成工艺品的三维模型；根据实际需求和反馈，对生成的三维模型进行优化和改进。

具体地，如图2所示，对文本进行特征提取，其具体过程为：将文本按照词典方法分割成子词的序列，分词过程中使用空格和标点符号作为分隔符，将文本切分成一个个离散的词语；移除介词、连词、代词且对文本分类任务影响较小的停用词；在文本分词后，对分词进行词干化处理，减少词性变化对模型的影响，保留文本的材质、形状、颜色特征词。

本实施方案中，将文本按照词典方法分割成子词序列，使用空格和标点符号作为分隔符，有助于对文本进行语义上的清晰划分，避免词义的混淆和歧义，移除介词、连词、代词且对文本分类任务影响较小的停用词可以减少文本中的噪声和冗余信息，提高处理效率和准确性，对分词进行词干化处理是指将词语还原为词干，去除词缀和变化形式，可以减少词性变化对模型的影响，保留文本的材质、形状、颜色特征词有助于在建模过程中准确捕捉工艺品的关键特征，为模型构建提供重要前提。

具体地，如图3所示，对特征参数进行匹配度计算，其具体过程为：将提取特征参数进行数值化处理，其材质记为参数A，形状记为参数B、颜色记为参数C；调取数据库中特征参数，其材质为参数A′、形状为B′、颜色为C′；将提取特征参数与调取特征参数进行对比，其具体过程为：为材质、形状、颜色分配不同权重，以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数δ，以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算形状匹配度系数η；以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数ω；将得到的材质匹配度系数δ、形状匹配度系数η和颜色匹配度系数ω进行排序；基于排序结果分别获取以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影因素的候选模型，形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的候选模型，颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的候选模型。

本实施方案中，通过将材质、形状和颜色特征参数进行数值化处理，将其表示为具体的数值，使得特征参数可以进行比较和计算，提取的特征参数与数据库中的特征参数进行对比，能够评估它们之间的匹配程度，由于在综合考虑不同特征对匹配度的影响，根据需求和应用场景，为材质、形状和颜色等特征参数分配不同的权重，根据权重分配，计算材质匹配度系数、形状匹配度系数和颜色匹配度系数，最后通过考虑主要和次要影响因素，对不同特征的匹配度进行量化评估根据计算得到的匹配度系数，将材质匹配度系数、形状匹配度系数和颜色匹配度系数进行排序，以确定匹配度较高的候选模型，这个过程能够极大的降低模型在匹配过程中失真问题，提高了工艺品三维模型的准确度。

具体地，对以材质为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数δ，其计算公式为：

，其中α

本实施方案中，采用以材质作为主要影响因素，形状和颜色为次要因素下计算出工艺品模型的材质匹配度，以反映出以材质为主要影响的候选工艺模型，其中，以α

具体地，对以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数η，其计算公式为：

本实施方案中，采用形状作为主要影响因素，材质和颜色为次要因素下工艺品模型的形状匹配度计算公式，以反映出以形状为主要影响的候选工艺模型，形状是工艺品模型的核心特征，通过以形状为主要因素计算匹配度，能够更加全面衡量工艺品之间的相似度，以β

具体地，对以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数ω，其计算公式为：

本实施方案中，采用颜色作为主要影响因素，材质和形状为次要因素下计算出工艺品模型的形状匹配度，以反映出以颜色为主要影响的候选工艺模型，由于颜色独立于材质和形状本身，因此颜色可以适用于各种不同的材质和形状，通过将颜色作为主要影响因素进行匹配度计算，可以将重点放在颜色的相似性上，而不受材质和形状的影响，这样可以更广泛地应用于各种类型的工艺品模型，相比于其它特征参数，颜色为主要影响因素的匹配度计算方法可以更快速地得出结果，提供迅速的匹配度评估。

具体地，根据目标工艺品模型的尺寸参数进行进一步筛选，获得最佳候选模型，其具体过程为：确定目标工艺品模型的尺寸参数，通过绝对值差异方法对比候选模型和目标模型在每个尺寸参数上的绝对值差异，得到差异在可接受范围内的候选模型，再通过形状相似度分析比较候选模型与目标模型的形状特征，获得工艺品的最佳候选模型。

本实施方案中，通过比较目标工艺品模型与候选模型在每个尺寸参数上的差异，可以筛选出尺寸差异在可接受范围内的候选模型，这有助于缩小选择范围，使得候选模型更符合目标模型的尺寸要求，该方法论结合了尺寸差异和形状相似度的考虑，能够提供更准确和符合需求的候选模型选择。它充分考虑了工艺品模型的尺寸要求和形状特征，帮助用户在多个参数维度上做出更为综合的选择决策。

具体地，所述形状相似度系数θ的计算公式为：

本实施方案中，形状相似度系数θ的计算公式，考虑了候选模型中第m个模块的要求形状S

具体地，对生成的三维模型进行优化和改进,其过程包括使用精确度作为评估指标评估三维模型，其具体过程为：在工艺品三维模型中，确定三维模型中的一个基准面曲率值记作K

本实施方案中，通过确定基准面曲率值K

具体地，计算三维模型的精确度σ，其精确度计算公式为

本实施方案中，精确度σ的计算公式，考虑到了基准面曲率和基准面相邻面片曲率之间的差值，通过与基准面曲率均值的最小阙值要求△K比较得出精确度值，基于局部区域计算可以精确分析工艺品模型的局部细节，通过具体需求进行优化和改正。

综上，本申请至少具有以下效果：

通过对输入文本信息进行特征提取，包括材质、形状和颜色特征，根据这些特征进行参数匹配度计算，通过以材质为主要影响因素，形状和颜色为次要影响因素的计算材质匹配度系数，以形状为主要影响因素，材质和颜色为次要影响因素的计算形状匹配度系数；以颜色为主要影响因素，材质和形状为次要影响因素的计算颜色匹配度系数，根据匹配度得出在不同权重下的特征参数的候选模型，对所得到的候选模型进行，进一步根据候选工艺品模型和目标工艺品模型的尺寸参数和形状形似度系数进行进一步筛选，通过绝对值差异方法对比候选模型和目标模型在每个尺寸参数上的绝对值差异，得到差异在可接受范围内的候选模型，再通过形状相似度分析计算可以获得工艺品的最佳候选模型，提高工艺品模型在进行匹配时的准确性。

通过模型曲率值进行精度计算，进一步根据实际需求对工艺品模型进行优化和改进，以致其符合预期，增加了模型优化和改进的效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的系统、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。