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基于普适性特征的三维模型分类与检索系统

基于普适性特征的三维模型分类与检索系统

作者：党兆龙佛山科学技术学院

学位级别：硕士

在人工智能与大数据时代,随着数据采集和模型生成技术的快速发展,三维数据呈大规模的增长趋势,被广泛应用于人脸识别、自动驾驶、文物保护、医学影像分割以及城市规划等领域。传统的一些三维数据处理方法过多依赖于人工设计,导致复杂且... 详细信息

在人工智能与大数据时代,随着数据采集和模型生成技术的快速发展,三维数据呈大规模的增长趋势,被广泛应用于人脸识别、自动驾驶、文物保护、医学影像分割以及城市规划等领域。传统的一些三维数据处理方法过多依赖于人工设计,导致复杂且缺乏泛化性。近年来,由于大幅度提升的计算机算力,使用深度学习技术处理大规模三维数据已被广泛认可。本文首先提出了基于关键区域的局部特征提取算法,其次提出了基于极点映射图的全局特征提取算法,然后提出了基于贡献机制的多特征融合算法,三种算法提取出的特征都具有一定的普适性,最后搭建了基于普适性特征的三维家居模型分类与检索应用系统。本文的主要研究内容如下:(1)提出了一种基于关键区域的三维模型局部特征提取算法。该算法首先根据最远测地距离,将输入的三维模型划分为若干个关键区域;然后通过关键区域网络提取具有普适性的局部特征;最后通过关键区域投票算法,实现刚体和非刚体三维模型的分类与检索。(2)提出了一种基于极点映射图的三维模型全局特征提取算法。该算法首先使用极坐标转化和深度投影将三维模型转化为极点映射图,然后通过双向填充卷积网络提取三维模型的全局特征。所提取的全局特征具有一定的普适性,最后实现刚体和非刚体三维模型的分类与检索。(3)出了一种基于贡献机制的三维模型特征融合算法。该算法首先根据前述两种算法分别提取三维模型的局部特征和全局特征;然后通过多特征贡献融合网络融合两类特征,提取具有普适性的三维模型融合特征;最后通过前述关键区域投票算法实现刚体和非刚体三维模型的分类与检索。(4)设计了基于普适性特征的三维家居模型分类与检索系统,该系统可以同时适用于三维家具模型和玩具模型的分类与检索。本文所提出的三维家居模型分类与检索系统可广泛应用于家居制造领域、动画设计领域等。比如在家具生产、机械制造等行业中,如果可以从三维模型库中快速检索出已有的模型,就可以重新调用并缩短对新模型的设计周期,大大提高生产效率;在三维游戏、影视动画的设计行业中同样也可以提高对现有模型的复用率,避免了模型的重复设计导致信息冗余的问题,为我国制造业智能化做出贡献。

关键词：深度学习家居模型特征提取多特征融合分类与检索

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基于深度哈希算法的极光图像分类与检索方法

电子与信息学报 2020年第12期42卷 3029-3036页

作者：陈昌红彭腾飞干宗良南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

面对形态万千、变化复杂的海量极光数据,对其进行分类与检索为进一步研究地球磁场物理机制和空间信息具有重要意义。该文基于卷积神经网络(CNN)对图像特征提取方面的良好表现,以及哈希编码可以满足大规模图像检索对检索时间的要求,提出... 详细信息

面对形态万千、变化复杂的海量极光数据,对其进行分类与检索为进一步研究地球磁场物理机制和空间信息具有重要意义。该文基于卷积神经网络(CNN)对图像特征提取方面的良好表现,以及哈希编码可以满足大规模图像检索对检索时间的要求,提出一种端到端的深度哈希算法用于极光图像分类与检索。首先在CNN中嵌入空间金字塔池化(SPP)和幂均值变换(PMT)来提取图像中多种尺度的区域信息;其次在全连接层之间加入哈希层,将全连接层最能表现图像的高维语义信息映射为紧凑的二值哈希码,并在低维空间使用汉明距离对图像对之间的相似性进行度量;最后引入多任务学习机制,充分利用图像标签信息和图像对之间的相似度信息来设计损失函数,联合分类层和哈希层的损失作为优化目标,使哈希码之间可以保持更好的语义相似性,有效提升了检索性能。在极光数据集和CIFAR-10数据集上的实验结果表明,所提出方法检索性能优于其他现有检索方法,同时能够有效用于极光图像分类。

关键词：极光图像分类与检索卷积神经网络哈希编码多尺度特征融合

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基于局部编码体素化的三维模型分类与检索

佛山科学技术学院学报（自然科学版） 2023年第3期41卷 1-13页

作者：周燕孙华杰刘翔宇曾凡智周月霞佛山科学技术学院电子信息工程学院广东佛山528225

针对体素化的三维模型在分类与检索中表达单一、特征信息不足的问题,提出了一种基于局部编码体素化的三维模型分类与检索算法。首先,设计了一种基于局部编码体素化的三维模型生成方法,该方法通过融合三维模型局部空间结构与尺度信息,对... 详细信息

针对体素化的三维模型在分类与检索中表达单一、特征信息不足的问题,提出了一种基于局部编码体素化的三维模型分类与检索算法。首先,设计了一种基于局部编码体素化的三维模型生成方法,该方法通过融合三维模型局部空间结构与尺度信息,对三维模型进行局部特征编码,并生成局部编码体素模型。其次,提出了一种三维空间注意力模块,该模块可计算局部编码体素模型的空间位置权重并增强模型的三维空间特征。最后,进一步构建了一种局部编码体素空间卷积神经网络,可用于提取局部编码体素模型的特征描述符,并实现三维模型的分类与检索。实验结果表明,此算法在刚性三维模型数据集ModelNet40、ModelNet10以及ScanObjectNN上的分类准确率分别达到92.1%、94.8%、82.6%,在刚性三维模型数据集ModelNet40、ShapeNet Core55上的检索准确率分别达到94.7%与88.1%。

关键词：三维模型体素化局部编码卷积神经网络分类与检索

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移动平台用户界面模式库的分类与检索

移动平台用户界面模式库的分类与检索

作者：王星西北大学

学位级别：硕士

基于界面模式的用户界面设计是提高界面设计质量和效率的一条行之有效的途径。在基于界面模式的界面设计过程中,界面模式库是实现界面模式复用的关键,得到国内外学术界广泛的关注。实践中,界面模式的数量不断增长,界面模式也随着技术的... 详细信息

基于界面模式的用户界面设计是提高界面设计质量和效率的一条行之有效的途径。在基于界面模式的界面设计过程中,界面模式库是实现界面模式复用的关键,得到国内外学术界广泛的关注。实践中,界面模式的数量不断增长,界面模式也随着技术的发展而不断演变,造成界面模式库不断膨胀,给用户检索模式造成了困难。如何在界面模式库中实现高效、准确的检索界面模式是目前需要迫切解决的问题。本文针对现有的分类方法无法满足模式开发者和模式用户需求的现状,提出了模式开发者分类和模式用户分类的方法,可有效满足两类用户的需求。针对现有的检索方法无法准确的检索出用户期望的界面模式的问题,本文在分类的基础上提出了一种基于分词的检索方法。其中,检索方法主要包括三个部分：把用户需求作为检索条件并进行分词处理;将XML描述的界面模式库解析为自然语言描述的解析库;用户需求分词结果与解析库的相似性匹配。本文给出了匹配度的概念和相似性匹配算法,并对分词方法所用到的分词词典结构和对应的分词算法进行了改进。最后,构建了一个使用本文提出的分类与检索方法的界面模式库检索工具,并通过对比实验证明了本文方法的可行性与有效性,具有一定的理论意义与应用价值。

关键词：界面模式可用性界面模式库分类与检索

基于深度学习的非刚性三维形状特征提取技术研究与应用

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基于深度学习的非刚性三维形状特征提取技术研究与应用

作者：罗粤佛山科学技术学院

学位级别：硕士

随着人工智能技术的发展,三维形状的特征提取技术被广泛应用于自动驾驶、机器人导航和增强现实/虚拟现实等领域,该技术的难点是提取具有变换不变性和显著辨别力的三维模型内容特征。当前由于研究对象、数据编码方式的不同以及三维形状... 详细信息

随着人工智能技术的发展,三维形状的特征提取技术被广泛应用于自动驾驶、机器人导航和增强现实/虚拟现实等领域,该技术的难点是提取具有变换不变性和显著辨别力的三维模型内容特征。当前由于研究对象、数据编码方式的不同以及三维形状的变换,尤其是非刚体包含十二种非刚性变换,使得三维形状的特征描述、分类和检索更加复杂,也面临更多的难题。本文从非刚性三维形状的特征编码嵌入、深度特征提取、深度特征融合等方面进行研究,结合深度学习理论,首先提出基于视图和点云数据编码的深度特征提取方法,然后研究特征融合算法,最后构建一个非刚性三维形状的分类与检索系统原型。本文的主要研究内容如下:（1）设计了一种基于多分支卷积神经网络的编码视图深度特征提取方法。首先,以多视图作为输入,提取三维形状在二维拍照视图表达上的姿态骨架信息,再把骨架信息嵌入到视图中,生成多视点骨架特征编码的视图序列,这类视图包含了模型结构的全局信息。其次,构建多分支卷积神经网络,结合最大池化,融合多视点视图序列的骨架特征嵌入信息,能增加信息含量并对特征进行重用;同时减少网络连接参数,加快网络的训练优化。最后,获取三维形状基于骨架特征嵌入的编码视图深度特征。（2）设计了一种基于多分支图卷积神经网络的编码点云深度特征提取方法。首先,设计多时间节点序列下热核特征嵌入的编码点云的生成方法,时间选取上采用经验值加越界判别机制,生成的点云能更全面地反映模型局部结构关系与全局结构信息。其次,构建多分支图卷积神经网络,结合最大池化,融合多时间节点序列的编码点云。最后,获取三维形状基于热核特征的编码点云深度特征。（3）构建了一种基于三维多特征融合卷积神经网络的多特征融合框架。首先,基于点云、视图之间的相关性构建相关性评分模块。其次,基于点-单视图模块提取点云特征和每个单一视图特征的融合关系特征。最后,结合点-单视图融合特征,获取三维形状深度融合特征。本文的研究成果可应用于三维模型的分类与检索应用领域,如大规模玩具三维模型的形状检索、家具三维模型的分类与检索、扫描点云的检索、扫描场景零部件的检索等,该研究能有效地支持三维模型库的分类、管理和检索,大大减少新产品的设计开发周期,助力中国制造业产业升级。

关键词：深度学习非刚性三维形状特征提取多特征融合分类与检索

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软件构件技术研究

福建电脑 2006年第8期22卷 37-38页

作者：陈海林潘孝铭华侨大学信息科学与工程学院计算机系福建泉州362021

软件构件技术是支持软件复用的核心技术,是近几年来迅速发展并受到高度重视的一个学科分支。软件构件技术主要研究内容包括:构件模型,构件描述语言,构件分类与检索和构件组装。

关键词：软件复用软件构件技术模型描述语言分类与检索组装