단면 형상 영상을 이용한 3차원 모델 검색 = 3D Model Retrieval Using Sliced Shape Image

국문 초록 (Abstract)

멀티미디어 기술과 콘텐츠의 발달로 3차원 데이터의 사용 범위가 넓어지고, 이를 보다 효율적으로 관리하고 검색하기 위한 시스템이 필요하다. 본 논문은 효율적인 3차원 모델의 형상 기반 검색을 하기위해 모델의 특징을 추출하는 단면 형상 영상 방법을 제안한다. 3차원 모델의 특징 기술자는 모델에 대한 위치, 회전, 크기에 불변해야 하므로 모델을 정규화 시키는 작업이 필요하다. 본 논문에서는 주성분 분석 방법을 이용하여 정규화하였다. 제안한 알고리즘은 주성분 분석을 통해 각 축의 방향 성분을 찾고, 각 축에 직교하는 n 개의 평면을 생성한다. 이 평면은 각 축의 방향과 직교 성분을 갖으며 단면 형상 영상을 구하는데 사용된다. 단면 형상 영상은 3차원 모델과 각 평면이 교차해서 생기는 2차원 평면 영상이다. 제안한 3차원 모델의 특징 기술자는 단면 형상 영상의 중심점과 2차원 형상(shape)을 이루는 직선까지의 유클리디안 거리(distance)값들의 분포도이다. 검색 성능 평가는 MPEG-7에서 제시한 표준 평가 방법인 표준화된 수정 검색 순위의 평균(ANMRR)을 이용하였고, 제안한 방법의 우수성을 실험 결과를 통해 입증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Applications of 3D data increase with advancement of multimedia technique and contents, and it is necessary to manage and to retrieve for 3D data efficiently. In this paper, we propose a new method using the sliced shape which extracts efficiently a feature description for shape-based retrieval of 3D models. Since the feature descriptor of 3D model should be invariant to translation, rotation and scale for its model, normalization of models requires for 3D model retrieval system. This paper uses principal component analysis(PCA) method in order to normalize all the models. The proposed algorithm finds a direction of each axis by the PCA and creates orthogonal n planes in each axis. These planes are orthogonalized with each axis, and are used to extract sliced shape image. Sliced shape image is the 2D plane created by intersecting at between 3D model and these planes. The proposed feature descriptor is a distribution of Euclidean distances from center point of sliced shape image to its outline. A performed evaluation is used for average of the normalized modified retrieval rank(ANMRR) with a standard evaluation from MPEG-7. In our experimental results, we demonstrate that the proposed method is an efficient 3D model retrieval.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 3차원 모델에 대한 선처리
• Ⅲ. 기하학 정보를 이용한 특징 추출
• Ⅳ. 실험 결과 및 평가
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 P. Shilane, "The Princeton Shape Benchmark" 388-399, 2004

2 J. J. Koenderink, "Surface shape and curvature scales" 10 (10): 557-565, 1992

3 A. Chalechale, "Signature-based document retrieval" 597-600, 2003

4 M. Kazhdan, "Rotation Invariant Spherical Harmonic Representation of 3D Shape Descriptors" 156-164, 2003

5 "Overview of MPEG-7 Standard, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N4031,Singapore"

6 D. Y. Chen, "On Visual Similarity Based 3D Model Retrieval" 22 : 223-232, 2003

7 Eric Lengyel, "Mathematics for 3D Game Programming Computer Graphics" CHARLES RIVER MEDIA, INC. 222-229, 2002

8 R. Osada, "Matching 3D models with shape distributions" 2001

9 K. H. Lee, "Efficient 3D Model Retrieval Method Using Geometric Characteristics in Intersected Meshes" 3558 : 376-386, 2005

10 S. Biasotti, "An Overview of Properties and Efficacy of Topological Skeletons in Shape Modeling" 245-254, 2003

11 T. F. Ansary, "A Bayesian 3D Search Engine using Adaptive Views Clustering" 9 (9): 78-88, 2007

12 J. J. Song, "3D Object Feature Extraction Based on Shape Similarity" 12 : 37-56, 2003

13 S. Goodall, "3-D Shape Descriptors and Distance Metrics for Content-Based Artefact Retrieval" 87-97, 2005