[发明专利]形状对应方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别是涉及一种形状对应方法及装置。

背景技术

形状对应是指在不同的模型之间建立有意义的对应关系。当前，在给定的模型之间寻找精确的对应依然是一项十分具有挑战性的工作，因为它需要同时考虑形状的低层次的几何属性和高层次的结构信息，同时也必须克服形状间的差异性对算法稳定性的干扰，例如尺度差异、朝向差异、数据缺失以及局部形变等等。

传统的形状对应算法可以大致分为基于刚体形变（Rigid Deformation）和非刚体形变（Non-rigid Deformation）的对应。目前应用广泛的形状间的对应问题，例如不同姿式的人或动物之间的对应，都具有对应点间测地距离不变性质。基于等距形变的对应算法也是当前研究的主流。

谱方法通常指用形状的谱坐标来表示它的描述符，是一种重要的寻找对应的方法。该方法主要由两部分组成，即：将形状嵌入到谱空间，以及在嵌入空间中计算对应关系。为了能很好的将形状嵌入到谱空间中，通常的方法是先基于形状的测地距离信息构造一个点到点的相似矩阵，然后通过对该相似矩阵作谱分解，得到每一点在谱空间中的坐标值。在计算对应关系时，如果直接使用谱空间坐标值按传统方法求对应，则存在符号反转和乱序情况，可能会导致错误结果，因此有采用暴力搜索（Brute force search）或贪婪搜索（Greedy search）的对齐操作来解决不同谱间的符号反转和特征值乱序问题，虽然能得到合理的结果，但是计算量大，效率低。

发明内容

基于此，有必要针对基于传统谱方法的形状对应计算量大、效率低的问题，提供一种计算量小、效率高的形状对应方法。

此外，还提供一种形状对应装置。

一种形状对应方法，包括以下步骤：

构造待对应形状的排列相似矩阵和特征相似矩阵；

根据所述排列相似矩阵和特征相似矩阵构建联合相似矩阵；

对所述联合相似矩阵进行谱分解，得到联合谱嵌入坐标；

根据所述联合谱嵌入坐标对所述待对应形状作形状对应。

在其中一个实施例中，所述构造待对应形状的排列相似矩阵和特征相似矩阵的步骤中，所述构造待对应形状的排列相似矩阵的步骤包括：

使用测地距离度量待对应形状内两个特征点的内蕴距离；

采用高斯函数映射所述内蕴距离，构造待对应形状的排列相似矩阵。

在其中一个实施例中，所述构造待对应形状的排列相似矩阵和特征相似矩阵的步骤中，所述构造待对应形状的特征相似矩阵的步骤包括：

使用热核描述符度量待对应形状间两个特征点的局部属性相似距离；

根据所述局部属性相似距离构造带对应形状的特征相似矩阵。

在其中一个实施例中，所述根据所述联合谱嵌入坐标对所述待对应形状作形状对应的步骤包括：

根据所述联合谱嵌入坐标，得到所述待对应形状间特征点的对应映射函数；

最小化所述对应映射函数，得到形状对应结果；

根据所述形状对应结果对所述待对应形状作形状对应。

在其中一个实施例中，根据所述联合谱嵌入坐标，得到所述待对应形状间特征点的对应映射函数的步骤具体为：根据所述联合谱嵌入坐标，采用欧式距离度量所述待对应形状间特征点的对应映射函数。

一种形状对应装置，包括：

第一构造模块，用于构造待对应形状的排列相似矩阵和特征相似矩阵；

第二构造模块，用于根据所述排列相似矩阵和特征相似矩阵构建联合相似矩阵；

谱分解模块，用于对所述联合相似矩阵进行谱分解，得到联合谱嵌入坐标；

形状对应模块，用于根据所述联合谱嵌入坐标对所述待对应形状作形状对应。

在其中一个实施例中，所述第一构造模块包括：

空间排列距离度量模块，用于使用测地距离度量待对应形状内两个特征点的内蕴距离；

排列相似矩阵构建模块，用于采用高斯函数映射所述内蕴距离，构造待对应形状的排列相似矩阵。

在其中一个实施例中，所述第一构造模块包括：

局部属性相似距离度量模块，用于使用热核描述符度量待对应形状间两个特征点的局部属性相似距离；

特征相似矩阵构造模块，用于根据所述局部属性相似距离构造待对应形状的特征相似矩阵。

在其中一个实施例中，所述形状对应模块包括：

函数构建模块，用于根据所述联合谱嵌入坐标，得到所述待对应形状间特征点的对应映射函数；