Content-based 3D model retrieval considering the user's relavance feedback

Abstract

This dissertation deals with the problem of enabling precise retrieval of generic 3D models. We focus on three sub-problems, namely, rotation normalization, shape representations and relevance feedback-based retrieval. Considering the first problem, we develop a rotation normalization method that computes the object's principal axes using the orientation of its surface. We also develop a hybrid rotation normalization scheme than combines both the surface distribution and the surface orientation distribution. Considering the second problem, we develop a set of 3D shape descriptors, namely, the Concrete Radialized Spherical Projection (CRSP), Hybrid and Panoramic Object Representation for Accurate Model Attributing (PANORAMA) shape descriptor. The CRSP descriptor is formed by computing a spherical function based representation and using the spherical harmonic transform. The Hybrid descriptor is formed by combining the CRSP descriptor with a depth buffer-based representation. The PANORAMA descriptor is formed by projecting the object's surface and its orientation to the lateral surfaces of a set of cylinders. For each projection we compute the 2D Discrete Fourier Transform and Wavelet Transform. Considering the third problem, we develop a local relevance feedback technique which is based on shifting the feature vectors of 3D objects closer to their cluster centroid in feature space.

Αυτή n διατριβή αντιμετωπίζει το πρόβλημα της αποδοτικής ανάκτησης 3Δ μοντέλων γενικής φύσεως. Εστιάζεται σε τρία υποπροβλήματα, συγκεκριμένα, στην κανονικοποίηση περιστροφής, στις σχηματικές αναπαραστάσεις και στην ανάκτηση με χρήση ανάδραση σχετικότητας. Αναφορικά με το πρώτο πρόβλημα, αναπτύσσουμε μια μέθοδο κανονικοποίησης περιστροφής η οποία υπολογίζει τους πρωτεύοντες άξονες ενός αντικείμενου χρησιμοποιώντας τον προσανατολισμό της επιφάνειάς του. Επιπλέον, αναπτύσσουμε ένα υβριδικό σχήμα κανονικοποίησης περιστροφής που συνδυάζει την κατανομή της επιφάνειας με την κατανομή του προσανατολισμού της επιφάνειας. Αναφορικά με το δεύτερο πρόβλημα, αναπτύσσουμε ένα σύνολο 3Δ περινραφέων σχήματος, τον περιγραφέα συμπαγούς ακτινωτής σφαιρικής προβολής (CRSP), τον υβριδικό (hybrid) περιγραφέα και τον περιγραφέα πανοραμικής αναπαράστασης αντικειμένου για ακριβή χαρακτηρισμό μοντέλων (PANORAMA). Ο CRSP περιγραφέας παράγεται υπολογίζοντας μια αναπαράσταση βασισμένη σε σφαιρικές συναρτήσεις και κάνοντας χρήση του μετασχηματισμού σφαιρικών αρμονικών. Ο Hybrid περιγραφέας παράγεται συνδυάζοντας τον CRSP περιγραφέα με μια αναπαράσταση βασισμένη σε εικόνες βάθους. Ο περιγραφέας PANORAMA παράγεται προβάλλοντας την επιφάνεια του αντικείμενου και τον προσανατολισμό της στις πλευρικές επιφάνειες ενός συνόλου κυλίνδρων. Για κάθε προβολή υπολογίζουμε το 2Δ Fourier και Wavelet μετασχηματισμό. Αναφορικά με το τρίτο πρόβλημα, αναπτύσσουμε μια τεχνική τοπικής ανατροφοδότησης σχετικότητας που βασίζεται στη μετατόπιση των διανυσμάτων χαρακτηριστικών των 3Δ αντικειμένων προς το κέντρο της ομάδας στο χώρο των χαρακτηριστικών.