[发明专利]三维流体序列的处理方法及装置

权利要求书

1.一种三维流体序列的处理方法，其特征在于，包括：

获取待处理帧的原始三维流体序列；

根据所述原始三维流体序列和目标形状，建立关于待处理帧中流体粒子的形变函数，所述形变函数用于将待处理帧中的流体粒子映射至目标形状中的目标粒子；

根据所述形变函数，获得关于待处理帧中流体粒子的反向形变函数，并根据所述反向形变函数和所述原始三维流体序列建立形变项，所述形变项为关于所述反向形变函数和所述原始三维流体序列的距离场函数；

建立目标函数，所述目标函数是对所述形变项和约束项进行加权求和的函数，其中所述约束项是根据所述反向形变函数、所述待处理帧的前一帧的原始三维流体序列和所述待处理帧的后一帧的原始三维流体序列获得的；

将所述原始三维流体序列作为输入，通过对所述目标函数进行最小化求解，获得待处理帧的目标三维流体序列；

所述方法还包括：

获取所述待处理帧的前一帧的原始三维流体序列和所述待处理帧的后一帧的原始三维流体序列；

建立第一函数和第二函数，所述第一函数表征所述反向形变函数与所述待处理帧的前一帧的原始三维流体序列之间的差距，所述第二函数表征所述反向形变函数与所述待处理帧的后一帧的原始三维流体序列之间的差距；

建立表征所述第一函数和所述第二函数之和的函数，并将其作为所述约束项；

所述约束项包括：

其中，E_tem为约束项，为第一函数，为第二函数；其中，

其中，D^-1(T_i)表示关于待处理帧中流体粒子的反向形变函数，表示待处理帧的前一帧的原始三维流体序列，表示待处理帧的后一帧的原始三维流体序列，T表示目标形状，T_i表示目标形状中的第i个目标粒子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始三维流体序列是由基于外力引导模型的光滑粒子流体动力学SPH模型构建的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形变项包括：

∑Ψ(D^-1(T_i)，F_k)；

其中，Ψ(，)表示距离场函数；D^-1(T_i)表示关于待处理帧中流体粒子的反向形变函数，且D^-1(T_i)＝Inte^α(T_i，-A)；F_k表示待处理帧中第k个流体粒子的原始三维流体序列；其中，A表示所述待处理帧的原始三维流体序列的物理量，T_i表示目标形状中的第i个目标粒子，i和k为索引值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标函数是对形变项、约束项以及平滑项进行加权求和的函数；所述建立目标函数之前，还包括：

对所述待处理帧的原始三维流体序列进行拉普拉斯正则化处理，获得所述平滑项。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述平滑项包括：

其中，E_tap(T)为平滑项，T表示目标形状，T_i表示目标形状中的第i个目标粒子；其中，ω_ij＝1/|N(T_i)|，N(T_i)表示目标粒子T_i的邻域粒子集合，T_j表示所述邻域 粒子集合中第j个目标粒子，D^-1(T_j)表示关于待处理帧中流体粒子的邻域粒子的反向形变函数，D^-1(T_i)表示关于待处理帧中流体粒子的反向形变函数。