基于谱对称的形状配准方法.PDFVIP

第３６卷第６期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３６Ｎｏ６ ２０１９年６月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊｕｎ．２０１９ 基于谱对称的形状配准方法 韩　丽，李　丹，刘书宁，陈思宇，朴京钰，唐　棣 （辽宁师范大学计算机与信息技术学院，辽宁大连 １１６０８１） 摘　要：针对现有三维形状配准方法中存在左右翻转的错误匹配问题，提出了基于内蕴对称特征检测的高效形 状配准算法。首先，通过热核与几何约束构建模型的内蕴自对称点对；其次，基于谱嵌入特征空间分析提取模型 的内蕴对称平面，并依据模型表面法向量有效识别模型的左右结构属性；然后，根据内蕴对称点对获得模型的一 致性谱对称结构描述；最后，引入一致性点漂移算法（ＣＰＤ），实现基于谱对称的非刚性模型的形状配准，有效避 免了模型配准中的左右结构翻转问题。实验进一步论证了这种方法不仅有效提高了模型匹配的效率，而且能有 效识别同类模型的结构特征，对于非刚性模型的配准具有较强的鲁棒性。 关键词：形状配准；对称性检测；谱映射；一致性点漂移 中图分类号：ＴＰ３９１．４１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１９）０６０６０１８８７０６ ｄｏｉ：１０．１９７３４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１８．０１．００５３ Ｓｈａｐｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓｐｅｃｔｒａｌｓｙｍｍｅｔｒｙ  ＨａｎＬｉ，ＬｉＤａｎ，ＬｉｕＳｈｕｎｉｎｇ，ＣｈｅｎＳｉｙｕ，ＰｕＪｉｎｇｙｕ，ＴａｎｇＤｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＤａｌｉａｎＬｉａｏｎｉｎｇ１１６０８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｉｓｓｕｅｏｆｓｙｍｍｅｔｒｉｃｆｌｉｐｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆ３Ｄｓｈａｐｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｈａｐｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓｙｍｍｅｔｒｉｃｆｅａｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓｙｍｍｅｔｒｉｃｐｏｉｎｔ ｐａｉｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｂｙｈｅａｔｋｅｒｎｅｌｓｉｇｎａｔｕｒｅ（ＨＫＳ）ａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｉｃｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｅｍｂｅｄｄｉｎｇ ｓｐａｃｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｅｘｔｒａｃｔｅｄｔｈｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓｙｍｍｅｔｒｉｃｐｌａｎｅｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｔｈｅｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ ｔｈｅｍｏｄｅｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌｓｕｒｆａｃｅｎｏｒｍａｌｖｅｃｔｏｒ，ｔｏｇｅｔｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓｙｍｍｅｔｒｙｐｏｉｎｔｐａｉｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｃｏｎｓｉｓ ｔｅｎｔｓｐｅｃｔｒａｌｓｙｍｍｅｔｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｃｏｈｅｒｅｎｔｐｏｉｎｔｄｒｉｆｔ（ＣＰＤ）ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｍｐｌｅ ｍｅｎｔｅｄｔｈｅｓｈａｐｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｎｏｎｒｉｇｉｄｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｓｐｅｃｔｒａｌｓｙｍｍｅｔｒｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｒｏｂｕｓｔｔｏｔｈｅｎｏｎｒｉｇｉｄｄｅｆｏｒｍａｂｌｅｓｈａｐｅｍａｔｃｈｉｎｇ．Ｍ