[發明專利]針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法及裝置

有效

• 申請號: 201910282314.8
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110070096B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王逸群;郭建偉;嚴冬明;張曉鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S10，基于三維形狀表面三角網格模型的表面連續函數f，計算表面三角網格模型的拉普拉斯－貝爾特拉米矩陣L；

對所述矩陣L進行特征分解，獲取特征向量和特征值；

將所述表面連續函數f擴展到離散函數并將其在所述矩陣L的特征向量下展開，得到頻域展開系數σ_j；

根據所述矩陣L的特征分解、頻域展開系數σ_j，計算離散狄利克雷能量

將基于表面連續函數f的高維連續函數F擴展到高維離散函數計算離散狄利克雷能量并將所述能量在頻域中展開得到通用的頻域特征；

將高維離散函數設置為局部面片三維坐標信息X，根據連續的能量E(X)求解離散能量取所述離散能量在頻域中展開的前Q維，得到局部點特征；其中Q為第一設定值；

步驟S20，基于所述局部點特征，獲取所述三維形狀的每個頂點對應的頂點頻域圖像，并通過三元神經網絡得到用于非剛性形狀匹配的局部頻域描述子。

2.根據權利要求1所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“基于三維形狀表面三角網格模型的表面連續函數f，計算所述表面三角網格模型的拉普拉斯－貝爾特拉米矩陣L”，其方法為：

獲取表面連續函數f的離散函數通過下式計算所述表面三角網格模型的拉普拉斯－貝爾特拉米矩陣L中的元素L_ij：

其中，α_ij和β_ij為表面三角網格模型中兩個與邊{i，j}相對的角，α_i為頂點v_i的Voronoi多邊形面積，k為鄰接頂點的個數。

3.根據權利要求2所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“對所述矩陣L進行特征分解，獲取特征向量和特征值”，其方法為：

將矩陣L分解為兩個對稱的矩陣T和A，

TΦ_i＝λ_iAΦ_i,i＝0,1,...,N-1；

其中，A_ii＝a_i

采用ARPACK的方法求解，得到特征向量Φ_i和特征值λ_i，N為表面三角網格模型頂點個數。

4.根據權利要求3所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“將所述表面連續函數f擴展到離散函數并將其在所述矩陣L的特征向量下展開，得到頻域展開系數σ_j”，其方法為：

其中，Φ_j為第j個特征向量。

5.根據權利要求4所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“根據所述矩陣L的特征分解、頻域展開系數σ_j，計算離散狄利克雷能量”，其方法為：

其中，為連續實函數f的狄利克雷能量對應的離散的能量形式，N為頂點個數，λ_j為第j個特征值。

6.根據權利要求5所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“將基于表面連續函數f的高維連續函數F擴展到高維離散函數計算離散狄利克雷能量并將所述能量在頻域中展開得到通用的頻域特征”，其方法為：

其中，sf為通用的頻域特征，λ_N-1為第N個特征值，σ_iN-1為第i維度下第N個頻域展開系數。

7.根據權利要求6所述的針對非剛性形狀匹配的局部頻域描述子生成方法，其特征在于，“將高維離散函數設置為局部面片三維坐標信息X，根據連續的能量E(X)求解離散能量取所述離散能量在頻域中展開的前Q維得到所述局部點特征”，其方法為：

其中，LPS為獲得的局部點特征。