Sparse Modeling of Intrinsic Correspondences

本文提出了一种新的形状匹配算法,能够仅通过两个形状中区域集合的输入建立准确的对应关系,即使在缺乏节点描述符的情况下也能工作。该方法利用了稀疏建模领域的技术,首次在形状对应中实现了非平凡应用。通过最小化稀疏性和平滑度规范,该算法能够确定形状之间的最佳匹配。

这篇文章的主要贡献是把区域的匹配细化到点的匹配上去

As the input to our algorithm, we are given only two sets of regions in two shapes; no descriptors
are provided so the correspondence between the regions is not know, nor we know how many regions correspond in the two shapes. We show that even with such scarce information, it is possible to establish very accurate correspondence between the shapes by using methods from the field of sparse modeling, being this, the first non-trivial use of sparse models in shape correspondence.

1) 图1, ΠΠ是置换矩阵, A,BA,B是多个函数fi,gifi,gi在orthonormal harmonic basesΦ(VM×BM),Ψ(VN×BN)Φ(VM×BM),Ψ(VN×BN)下的系数矩阵. C((BM×BN)C((BM×BN)是functional correspondence matrix, 从一个基的系数转到另外一个基的系数, 注意论文里mm是点数, n是基的数量, 然后假设在两个模型上他们是一样的. OO是匹配有误的地方的弥补矩阵

2) 注意repeatable的定义, i.e. appear(possibly with some inaccuracy) on both shapes.

3) 1-norm promotes a sparse solution(产生稀疏), 2- norm 产生平滑的结果.

4) z1,2=z12++zk2
可以看成
z1,2=z12++zk2=(z12++zk2)1‖z‖1,2=‖z1‖2+⋅+‖zk‖2=‖(‖z1‖2+⋅+‖zk‖2)‖1

组内平滑, 组间稀疏, 简单理解就是列稀疏, 然后后面的l2,1l2,1就是行稀疏

5)图2-4是说这方法有效, 图5是说未完全相互匹配的WKS point features使用该算法, 算出来的Π,O,CΠ,O,C.

6)图6是说, 当non-isometric 程度 大的时候, 该方法失效

7) 式(11), 第一部分是满足detected regions的匹配关系 , 第二部分是让CC变成对角矩阵, 后面是等同解法

8) 式(16), 矩阵O是弥补矩阵, 第三项用了2,1norm, 就是行内平滑, 行间稀疏(行稀疏)

假设AAq×n, BBr×n, 他两只有ss行match, sq
说明BB中的某些行没有匹配上, 为了表达此意,只需要ΠB中的ΠΠ某些列为0, 那么1TΠ1T(0)1TΠ≤1T(乘以全为0的列时)或者ΠT11ΠT1≤1
但是由于sqs≤q, 说明AA有时行也有可能 没有匹配上, 类似我们可以加上Π11, 但是这样容易得到Π=0Π=0, 所以我们强制AA每行都有匹配,只不过有q-s是错误匹配的, 这时我们需要加上O矩阵来容错, 然后让这个容错矩阵行稀疏, 让错误匹配的行数尽量减少

注意原论文有误, 应该是qsq−s mismatches, 公式17, 求和是从1到qq

9)section 4是解法 , 我没细看

10) 图7, 是该算法的迭代情况

11)图8, 是算法与其他算法的对比, 横轴是初始geodesic error的值, 纵轴是匹配正确率,

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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