MBO-Tree: A Hierarchical Representation Scheme for Shapes with Natural Approximation and Effective Localization

MBO-Tree: 형상의 자연스러운 근사화와 효과적인 지역화를 지원하는 계층적 표현 방법

A hierarchical representation scheme for planar curves, MBO-tree, is proposed in this paper, which provides natural approximation and efficient localization. MBO-tree is based on the Douglas-Peucker algorithm (iterative end-point fit algorithm), but approximation errors that are stored with corresponding points in MBO-tree nodes and are used for abstraction measures are adjusted by force to eliminate unnatural approximation. The error adjusting is just making the approximation error of a node in a MBO-tree to be less than or equal to that of its parent. In point of localization, the bounding area of a curve is represented with a minimum bounding octangle (MBO), which can enclose the curve more compactly compared with those of other hierarchical schemes, such as the strip tree, the arc tree and the HAL tree. The MBO satisfies the hierarchical inclusion property that is useful for hierarchical geometrical operations, such as the point-inclusion test and the polygon intersection test. Through several experiments, we found that the proposed scheme was able to approximate more naturally and to localize more effectively.

본 논문에서는 평면 형상에 대해 자연스러운 근사화와 효과적인 지역화를 제공하는 새로운 계층적 표현 방법인 MBO-tree를 제안하였다. 곡선 근사화 방법으로 알려진 Douglas-Peucker 알고리즘을 기반으로 곡선 분할점의 근사화 오차를 분할점과 함께 계층적 트리 노드에 저장함으로써 근사화 척도로 활용하였으며, 보다 자연스러운 형상 표현을 위해 오차 조정 알고리즘도 제안하였다. MBO-tree의 오타 조정은 자식 노드의 오차가 부모 노드의 오차보다 크지 않도록 제한하는 것으로 구현하였다. 지역화를 위해서는 MBR(Minimum Bounding Rectangle)을 단순 확장한 MBO(Minimum Bounding Octangle)를 경계 영역으로 사용하였다. MBO는 다른 계층적 표현 체계의 경계 영역들에 비해 대상 객체에 밀착하여 효과적으로 포함할 뿐만 아니라, 계층간 경계 영역 포함 관계도 만족하기 때문에 점 포함 테스트나 형상간 교차 테스트 등과 같은 계층적인 기하학 연산에 매우 유용하다. 실험을 통해서 본 논문에서 제안한 방법이 strip tree, arc tree, HAL tree등과 같은 다른 계층적 표현 체계에 비해 보다 자연스러운 근사화와 효과적인 지역화가 가능함을 확인하였다.