本發(fā)明涉及房間形狀的幾何特征描述方法，特別涉及一種房間形狀幾何特征描述方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

室內(nèi)場(chǎng)景的數(shù)字三維模型在三維游戲、虛擬樓盤展示、虛擬家裝設(shè)計(jì)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。三維室內(nèi)場(chǎng)景一般由建筑主體結(jié)構(gòu)和室內(nèi)物體共同構(gòu)成，建筑主體結(jié)構(gòu)即房間的形狀決定了不同類型室內(nèi)物體擺放的位置與朝向。如何定義房間的形狀特征并用量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，將成為利用房間形狀特征預(yù)測(cè)室內(nèi)物體布局的關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種房間形狀幾何特征描述方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明提出一種房間形狀幾何特征描述方法，包括：

步驟1，對(duì)房間的室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行歸一化，統(tǒng)一所述房間的朝向與尺度；

步驟2，根據(jù)所述朝向與所述尺寸，定義所述房間的幾何特征，其中所述幾何特征包括歸一化后的入口位置、面積、長(zhǎng)寬比、形狀伸展度。

所述步驟1包括定義房間局部坐標(biāo)系：y軸正方向與入口位置的方向一致；房間輪廓形成的多邊形頂點(diǎn)出現(xiàn)的最小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)；所述房間的長(zhǎng)對(duì)應(yīng)與y軸平行方向的長(zhǎng)度，所述房間的寬對(duì)應(yīng)與x軸平行方向的長(zhǎng)度。

入口位置在所述房間局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(E_x0,E_y0),則所述歸一化的入口位置的坐標(biāo)(E_x,E_y)＝(E_x0/W,E_y0/L)，其中W為所述房間的寬、L為所述房間的長(zhǎng)。

所述面積為房間輪廓圍成的封閉多邊形的面積。

所述形狀伸展度為房間輪廓形成的多邊形接近矩形的程度，用房間輪廓形成的多邊形分別按x軸方向和y軸方向分解的矩形中心點(diǎn)的協(xié)方差矩陣C1與C2進(jìn)行描述。

本發(fā)明還提出一種房間形狀幾何特征描述系統(tǒng)，包括：

歸一化模塊，用于對(duì)房間的室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行歸一化，統(tǒng)一所述房間的朝向與尺度；

定義幾何特征模塊，用于根據(jù)所述朝向與所述尺寸，定義所述房間的幾何特征，其中所述幾何特征包括歸一化后的入口位置、面積、長(zhǎng)寬比、形狀伸展度。

所述歸一化模塊包括定義房間局部坐標(biāo)系：y軸正方向與入口位置的方向一致；房間輪廓形成的多邊形頂點(diǎn)出現(xiàn)的最小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)；所述房間的長(zhǎng)對(duì)應(yīng)與y軸平行方向的長(zhǎng)度，所述房間的寬對(duì)應(yīng)與x軸平行方向的長(zhǎng)度。

入口位置在所述房間局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(E_x0,E_y0),則所述歸一化的入口位置的坐標(biāo)(E_x,E_y)＝(E_x0/W,E_y0/L)，其中W為所述房間的寬、L為所述房間的長(zhǎng)。

所述面積為房間輪廓圍成的封閉多邊形的面積。

所述形狀伸展度為房間輪廓形成的多邊形接近矩形的程度，用房間輪廓形成的多邊形分別按x軸方向和y軸方向分解的矩形中心點(diǎn)的協(xié)方差矩陣C1與C2進(jìn)行描述。

由以上方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明可以用量化的數(shù)據(jù)描述房間形狀的特點(diǎn)，可用于相似戶型比較、戶型搜索等應(yīng)用領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為房間形狀幾何特征示意圖；

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的目的是提供一種房間形狀幾何特征描述方法及系統(tǒng)，用量化的數(shù)據(jù)對(duì)房間幾何特征進(jìn)行描述，可用于預(yù)測(cè)室內(nèi)物體布局、相似戶型比較、戶型搜索。本發(fā)明提供的房間形狀幾何特征描述方法包括如下幾個(gè)步驟：

步驟1，室內(nèi)場(chǎng)景歸一化，統(tǒng)一房間的朝向和尺度；

步驟2，定義房間結(jié)構(gòu)幾何特征，具體包括如下幾項(xiàng)：

步驟21歸一化的入口位置，即入戶門(入口位置)在房間局部坐標(biāo)系下歸一化的坐標(biāo)；

步驟22，面積，即房間輪廓圍成的封閉多邊形的面積；

步驟23，長(zhǎng)寬比，即房間的長(zhǎng)與寬的比值；

步驟24，形狀伸展度，即房間輪廓形成的封閉多邊形接近矩形的程度。

本發(fā)明還提出一種房間形狀幾何特征描述系統(tǒng)，如圖2所示，包括：

歸一化模塊，用于對(duì)房間的室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行歸一化，統(tǒng)一所述房間的朝向與尺度；

定義幾何特征模塊，用于根據(jù)所述朝向與所述尺寸，定義所述房間的幾何特征，其中所述幾何特征包括歸一化后的入口位置、面積、長(zhǎng)寬比、形狀伸展度。

所述歸一化模塊包括定義房間局部坐標(biāo)系：y軸正方向與入口位置的方向一致；房間輪廓形成的多邊形頂點(diǎn)出現(xiàn)的最小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)；所述房間的長(zhǎng)對(duì)應(yīng)與y軸平行方向的長(zhǎng)度，所述房間的寬對(duì)應(yīng)與x軸平行方向的長(zhǎng)度。

入口位置在所述房間局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(E_x0,E_y0),則所述歸一化的入口位置的坐標(biāo)(E_x,E_y)＝(E_x0/W,E_y0/L)，其中W為所述房間的寬、L為所述房間的長(zhǎng)。

所述面積為房間輪廓圍成的封閉多邊形的面積。

所述形狀伸展度為房間輪廓形成的多邊形接近矩形的程度，用房間輪廓形成的多邊形分別按x軸方向和y軸方向分解的矩形中心點(diǎn)的協(xié)方差矩陣C1與C2進(jìn)行描述。

本發(fā)明公開的是房間結(jié)構(gòu)幾何特征的描述方法，通過輸入房間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，輸出描述房間幾何特征的特征向量。房間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括構(gòu)成房間的墻線段的頂點(diǎn)在xoy平面上的投影(簡(jiǎn)稱房間輪廓多邊形頂點(diǎn))、入戶門中心點(diǎn)在xoy平面上的投影，具體來講：

步驟S1，室內(nèi)場(chǎng)景歸一化，統(tǒng)一房間的朝向和尺度。為了統(tǒng)一房間的朝向和尺度，對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景歸一化，定義房間局部坐標(biāo)系：y軸正方向與入戶門的方向一致；房間輪廓多邊形頂點(diǎn)出現(xiàn)的最小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)；房間的長(zhǎng)(L)對(duì)應(yīng)與y軸平行方向的長(zhǎng)度，房間的寬(W)對(duì)應(yīng)與x軸平行方向的長(zhǎng)度。

步驟S2，定義房間結(jié)構(gòu)幾何特征，包括：

步驟S21，歸一化的入口位置(E_x,E_y)，即入戶門在房間局部坐標(biāo)系下歸一化的坐標(biāo)。入戶門位置在房間局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(E_x0,E_y0),則歸一化的坐標(biāo)(E_x,E_y)＝(E_x0/W,E_y0/L)；

步驟S22，面積(S),即房間輪廓圍成的封閉多邊形的面積；

步驟S23，長(zhǎng)寬比(R)，即房間的長(zhǎng)與寬的比值，R＝L/W；

步驟S24，形狀伸展度(C)，即房間輪廓形成的封閉多邊形接近矩形的程度，用該多邊形分別按x軸方向和y軸方向分解的矩形中心點(diǎn)的協(xié)方差矩陣C1和C2描述。按x軸方向分解簡(jiǎn)稱縱切，按y軸方向分解簡(jiǎn)稱橫切，舉例如圖1所示，該房間輪廓多邊形可由虛線橫切劃分為三個(gè)矩形，中心點(diǎn)坐標(biāo)向量為x_h＝(x₁,x₂,x₃)^T,y_h＝(y₁,y₂,y₃)^T(h表示橫切后獲得的矩形中心點(diǎn)坐標(biāo)向量,T表示向量的轉(zhuǎn)置運(yùn)算)，其中心點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差矩陣同時(shí)，該房間輪廓多邊形可由虛線縱切劃分為三個(gè)矩形，中心點(diǎn)坐標(biāo)向量為x_v＝(x₄,x₅,x₆)^T,y_v＝(y₄,y₅,y₆)^T(v表示縱切后獲得的矩形中心點(diǎn)坐標(biāo)向量)，其中心點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差矩陣由于cov(x_h,y_h)＝cov(y_h,x_h)

且cov(x_v,y_v)＝cov(y_v,x_v)，因此

C＝(cov(x_h,y_h),cov(x_h,x_h),cov(y_h,y_h),cov(x_v,y_v),cov(x_v,x_v),cov(y_v,y_v))。