基于特征矩阵相似性度量的形状对应性分析

针对快速、高效的三维模型形状分析与匹配技术的迫切需求,提出了融合内蕴热核特征与局部体积特征的三维模型对应形状分析方法。首先,通过拉普拉斯映射以及热核分布提取模型的内蕴形状特征;其次,结合模型热核特征的稳定性与局部空间体积的显著性,建立特征匹配矩阵;最后,通过特征矩阵相似性度量及最短路径搜索实现模型的配准与形状匹配分析。实验结果表明,融合热核距离以及局部体积约束的形状分析方法不仅有效地提高了模型匹配的效率,而且能够有效地识别同一类模型的结构特征,可以应用于进一步实现多组模型的协同分割与模型检索。     

基于图像辅助的三维模型形状检索

随着3D建模技术的快速发展,互联网上可用的3D模型库出现了爆炸式增长,越来越多的3D模型可以方便地通过网络下载使用.这直接促使了3D形状检索技术的发展,即给出特定的搜索信息,要求系统搜索出符合要求的、相似的3D模型.文章提出了一种新的3D形状检索方法,以3D模型作为输入,系统将会从模型数据库中自动检索出与输入形状最相似的模型.对于给定的输入模型以及数据库中的每一个模型,首先由计算机生成多幅在不同视角下的2D草图;然后,应用Gabor滤波器对每一幅2D草图提取图像上的局部特征,并对特征进行量化,从而得到代表该图像特征的直方图,这样对于每一个3D模型将得到多个代表该模型的直方图;最终,通过对比两个模型之间直方图的相似性,可以得到它们的相似性值,从而检索出与输入模型最相似的模型.文章所提出的方法通过采取2D图像分析方法提取能反映3D模型的特征并计算出模型之间的相似性值.经过测试,在一些公开的数据集上得到了较好的效果.     

Sketch-based 3D model retrieval by incorporating 2D-3D alignment

Sketch-based 3D model retrieval is very important for applications such as 3D modeling and recognition. In this paper, a sketch-based retrieval algorithm is proposed based on a 3D model feature named View Context and 2D relative shape context matching. To enhance the accuracy of 2D sketch-3D model correspondence as well as the retrieval performance, we propose to align a 3D model with a query 2D sketch before measuring their distance. First, we efficiently select some candidate views from a set of densely sampled views of the 3D model to align the sketch and the model based on their View Context similarities. Then, we compute the more accurate relative shape context distance between the sketch and every candidate view, and regard the minimum one as the sketch-model distance. To speed up retrieval, we precompute the View Context and relative shape context features of the sample views of all the 3D models in the database. Comparative and evaluative experiments based on hand-drawn and standard line drawing sketches demonstrate the effectiveness and robustness of our approach and it significantly outperforms several latest sketch-based retrieval algorithms.     

深度特征融合的非刚性三维形状局部匹配

针对海量、异构三维形状匹配与智能检索技术的需求,提出了一种基于级联卷积神经网络(F-PointCNN)深度特征融合的三维形状局部匹配方法.首先,采用特征袋模型,提出几何图像表示方法,该几何图像不仅能够有效区分同类异构的非刚性三维模型,而且能够揭示大尺度不完整三维模型的结构相似性.其次,构建级联卷积神经网络学习框架F-P...     

拓扑和形状特征相结合的三维模型检索

针对整体相似性检索算法在局部细节特征上的表达能力不足,提出了一种将拓扑和形状特征相结合的三维模型相似性比较方法.首先提取三维模型的骨架,获得模型的整体拓扑特征;然后根据骨架节点将模型分解为多个子部分,并利用球面谐波算法提取每一个子部分的形状特征.模型的匹配分为3步进行:整体骨架的拓扑特征相似性比较,相对应的子部分的局部形状特征相似性比较,模型总的相似性是整体骨架相似性与对应子部分局部形状相似性的加权和.实验结果表明:该方法从整体到局部、由粗到精,综合考虑了拓扑和形状特征,较传统的考虑单一拓扑或形状特征的检索算法有较高的检索精度,同时又支持基于局部特征的相似性检索.     

改进的统计模型三维人脸特征点标定算法框架

自动三维人脸特征点标定是计算机视觉领域的研究热点,其广泛应用于人脸识别,人脸模型配准,表情识别,脸部动画等领域。通过对三维人脸样本统计建模,采用遗传算法对待匹配模型的生成数目进行参数优化,利用模型相似性匹配方法及其映射关系对三维人脸特征点进行自动标定。首先,对三维人脸数据预处理,然后对其统计建模并通过模型形变得到有映射关系的基准模型和待匹配模型。利用遗传算法对待匹配模型中的待匹配模型生成数目参数进行优化,生成与之对应的待匹配模型数;接着计算待测模型与待匹配模型的相似度。最后,利用模型相似度和模型映射关系,间接得到待测模型的特征点。实验结果表明,提出的算法是可行的,能够在一定程度上提高原有算法的效率。该算法可以自动标定三维人脸模型的特征点,当距离阈值为10像素时,39个三维人脸特征点定位的准确率都可以达到100%,并有效解决了传统方法中三维人脸模型平滑区域特征点精度不高的问题。     

采用草绘轮廓的3维人脸建模方法

为方便用户进行3维人脸形状设计,提出一种基于手绘轮廓的3维人脸建模方法。该方法的主要特点在于,一方面,引用姿态估计技术对人脸草图进行解析,将用户绘制的侧视人脸草图转换成对应的正视人脸草图,可支持用户选择多个视角绘制人脸;另一方面,采用多层映射机制建立人脸草图特征点与3维人脸特征点之间的一一对应关系,由对应特征点之间的形变量来控制生成3维人脸,保证草图笔画的几何形状信息能有效映射到3维模型中。实验结果表明,文中方法能快速生成形状新颖的特定人脸,可有效支持用户进行3维人脸形状的手绘建模。     

基于多特征因子融合的中文短文本实体消歧

现有中文短文本实体消歧模型在消歧过程中大多只考虑指称上下文与候选实体描述的语义匹配特征,对同一查询文本中候选实体间的共现特征以及候选实体与实体指称类别相似特征等有效的消歧特征考虑不足。针对这些问题,本文首先利用预训练语言模型获得指称上下文与候选实体描述的语义匹配特征;然后,针对实体嵌入和指称类别嵌入提出共现特征与类别特征;最后,通过融合上述特征实现基于多特征因子融合实体消歧模型。实验结果表明本文提出的共现特征及类别特征在实现实体消歧中的可行性和有效性,以及本文提出的基于多特征因子融合的实体消歧方法能够取得更好的消歧效果。     

结合统计分类和边缘特征的最优视图提取

已有视图度量无法同时描述3维模型整体和局部细节特征,因此难以得到理想的最优视图.提出一种结合统计分类和视图边缘细节特征的最优视图提取算法.首先,采用Adaboost进行样例学习,通过最优视图之间的几何特征相似性得到候选视图集合.然后,定义边缘分布熵对候选视图进行局部特征分析,用以提取最优视图,从而使提取出来的最优视图能够有效描述出3维模型的结构特征和内在细节特征,符合人类视觉感知效果.最后,通过3维模型数据库对算法进行统计分析.实验结果表明,本文算法要优于类似的最优视图算法.     

基于显著特征谱嵌入的三维模型相似性分析*

面向快速、高效的三维模型检索技术的迫切需求,提出基于显著特征谱嵌入的三维模型相似性分析方法.首先通过局部曲率及凸凹性检测,有效提取模型的显著特征点,构建模型的显著特征描述算子.然后基于拉普拉斯映射及谱分析原理进一步提取模型的内蕴形状特征.最后,结合薄板样条函数实现模型间的配准与相似性分析.通过实验验证文中方法不仅有效提高模型匹配的效率,而且能有效识别同一类模型的结构特征,同时对于残缺模型间的匹配具有较强的鲁棒性.     

基于草图交互的个性化服装生成方法

以建立和交互修改三维服装草图为设计手段,提出在三维人体模型上生成三维个性化服装的参数化造型方法．服装草图由2种基本几何元素组成：体现人体围度信息的封闭样条曲线和体现人体在高度方向上曲面形状过渡的不封闭样条曲线．将服装草图约束分为2类4种：一类是体现服装宽松程度的人体与服装曲面之间的间隙约束;另一类是服装几何元素本身之间的共点、共面与对称约束．从人体的特征点出发,通过间隙约束生成服装草图的几何元素;在共点、对称和共面约束下,由服装草图几何元素建立拓扑结构为四边网格的服装草图．服装草图的交互修改是草图约束维护的过程,构建侧视图、正视图、断面图3个视图组成草图修改平台,在平台上交互编辑特征曲线．服装曲面则以三维草图为框架,通过对四边网格双线性Coons曲面插值生成．提供的设计方法使服装的造型变得简洁、灵活．     

三维点云模型特征张量描述符的构造及自相似性分析

三维模型局部自相似性是物体形状分析中的一个基本问题,其中,局部形状描述符的构建对自相似性分析的最终结果至关重要.针对此问题,提出了一种基于张量融合特征描述符的自相似性分析方法.首先利用相关面和反向点对点云模型进行形状直径函数(shapediameterfunction,SDF)的近似计算;然后利用谱聚类对模型进行过分割成模型子块,由K近邻(K-nearest neighbor, KNN)邻域点的SDF、形状指数(shape index, SI)和高斯曲率(Gauss curvature,GS)矩阵构造三维特征张量;最后利用张量范数构造映射得到形状描述符,并定义相似性度量分析模型子块之间的自相似性.对几种最新的方法(包括部分匹配和显著性检测)进行了实验,无论是直观视觉效果,还是相似性测度和相对误差上的评价指标,结果均表明,该方法可有效地对形状进行描述,提高了点云模型相似子块的识别精度.     

基于改进多尺度乘积LoG算子的仿射不变形状匹配算法

目标在成像过程中发生的几何变形多数情况下可用仿射变换来描述。据此,提出一种利用角点进行仿射不变形状匹配的算法。首先引入多尺度乘积LoG(MPLoG)算子检测轮廓角点,并根据角点间距自适应地提取轮廓特征点,从而获取形状关键特征;为解决目标的仿射变形问题,采用Grassmann流形Gr(2,n)来表征和度量两形状之间的相似度;最后通过迭代式序列移位匹配算法来克服Grassmann流形对起始点的依赖并完成形状的匹配。对形状数据进行仿真实验的结果表明,所提算法能够有效地实现形状检索和识别,并对噪声有较强的鲁棒性。     

结合多尺度HOG特征和语义属性的合成素描人脸识别

合成素描的人脸识别问题属于异质人脸识别研究领域,在刑侦领域具有重要的实际应用.由于合成素描与人脸照片属于不同模态,对不同模态人脸进行鲁棒的表征是识别的关键.针对合成素描人脸在某些区域缺乏纹理细节,单纯依赖局部细节特征识别率较低的问题,文中提出一种融合多尺度HOG特征并加以语义属性约束的合成素描人脸识别的算法.首先提取出合成素描人脸的全局HOG特征以及五官等关键部位的局部HOG特征来表征人脸的整体结构特征和细节特征,之后将得到的整体结构特征和各个部位的细节特征进行分数层融合,最后用语义属性特征对匹配结果进行重排序.在PRIP-VSGC和UoM-SGFS数据集上进行验证,文中算法rank10的识别率分别达到88.6%和96.7%,与现有算法相比有明显的提高.     

基于距离和曲率特征的三维模型检索研究

针对采用单一特征描述基于内容的三维模型检索时检索精度不高的问题,结合全局描述的距离特征和局部描述的曲率特征,提出一种新的三维模型检索算法,通过距离特征相似性和曲率特征相似性的加权和,确立模型新的相似度匹配。仿真实验结果表明,相对于单一形状特征的模型检索,该检索算法能够获得更准确的检索效果。     

Automatic layout of 2D free-form shapes based on geometric similarity feature searching and fuzzy matching

Two-dimensional (2D) irregular layout is widely applied in various manufacturing processes, such as sheet metal cutting, shipbuilding, and electronic component placement. An efficient layout algorithm can effectively improve the material utilization, thereby reducing manufacturing cost. But the free-form shape layout problem is very challenge as it is difficult to exactly represent a free-form shape. There is not an efficient method currently available for the 2D free-form shape layout. This paper proposes a method based on the geometric similarity feature searching and fuzzy matching for the 2D free-form shape layout. The freeman chain code is developed to describe the contour information of shapes and forward-lines to form the basis of the layout strategy. A strategy based on fuzzy matching is proposed for the layout, which includes searching geometric similarity features using the longest common subsequence and the proposed placement algorithm to complete the collision. Three computational experiments are conducted to analyze the performance of the proposed method. Experimental results show that the proposed method is feasible and effective with the good applicability to achieve a high filling rate in reduced time.     

基于脊谷特征提取的三维人脸识别

针对三维人脸数据庞大及识别效率低的问题,提出采用提取脊点及谷点表征人脸。脊点和谷点作为曲面局部区域内主曲率沿主方向变化的极值点,能够很好地表征三维人脸特征。对三维人脸提取脊点模型和谷点模型,通过对它们栅格化后生成对应的空间分布密度直方图实现人脸粗匹配,采用计算LTS-Hausdorff距离实现人脸的精确匹配。在GavabDB三维人脸库的实验结果表明,该方法具有较高的识别率。     

基于支持向量回归机的三维人脸建模方法研究

提出一种新的三维人脸建模方法,该方法首先运用双目立体视觉原理从不同角度获得人脸的两张照片,在一张照片上选定特征点,通过匹配在另一张照片上得到对应的特征点,然后从空间立体几何知识出发,根据两张照片上特征点的坐标以及拍摄时的参数,计算其三维坐标,利用支持向量回归机(SVR)对其进行回归预测建模,最后经纹理贴图,得到具有纹理特征的特定三维人脸模型。仿真实验结果表明,该方法获得的三维人脸模型较为逼真。     

三维重建指纹特征提取分析的刑事案件数字化侦破

本文在二维指纹识别技术的基础上,结合多目摄像头数据模型进行指纹采集的三维重建。采用指纹特征点坐标场和方向场进行表征,利用二维指纹特征点的空间映射来获得三维指纹特征点空间特征坐标,由局部四邻域法计算坐标方向场,在指纹匹配中,基于双参考点法进行指纹的空间特征点对齐,由欧氏距离和方向夹角进行特征点配对。实验结果表明,本文提出的指纹三维重建技术以及指纹特征点的提取和匹配,能够最大限度获取三维指纹特征信息,保证指纹特征识别精度,为刑事案件侦破提供有力的技术支持。