基于2D-CNN自适应特征的三维模型识别研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ttjjyy88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年,三维模型检索领域使用深度学习的方式获得了飞速发展,对于三维模型结构复杂、信息量大等特点,将其投影为2D图像的识别方法取得了突出的效果,但对于投影方法以及深度学习的特征提取方法都对三维模型的识别效果存在不同程度的影响,本文针对三维模型的2D图像的特征识别进行研究,具体工作如下。(1)主成分分析方法(PCA)具有非相关性的特征压缩能力,将深度学习与PCA方法相结合,降低整体的冗余特征,其中使用区域划分方法极大地关注于局部特征的表达,最后多视图的三维模型使用均值融合方法表示其全局特征。在CNN框架中增加此方法后形成一个端到端的平衡主成分(Balanced Principal Component Network,BPCN)网络。在ModelNet40数据集上的分类效果及mAP值分别从93.8%和93.2%提升到95%和94.6%,对每个类50个模型和数据库每个类20个模型下的平均top-10检索精度为98.5%,在ModelNet10上的平均top-10检索精度100%。(2)在BPCN的基础上优化了主成分分析与深度学习的结合方式,自适应幂权值方法通过改进Box-Cox技术对奇异值特征进行加权操作,可以在神经网络训练过程中加速参数的拟合,并且极大程度地减少了参数数量。其结构分为三个部分,首先对特征进行子区域划分,形成一系列局部特征,其次对这些特征计算其最大或平均的奇异值作为三维模型的特征描述符,通过后向传播的方式对奇异值特征进行参数学习,与CNN相结合形成一个自适应的动态奇异值网络(Dynamic Singular Value Network,DSVN)。在ModelNet40数据集上分类结果及mAP值为95%和94%,平均top-10检索精度为98%,在ModelNet10上的平均top-10检索精度99.9%,DSVN相比BPCN在两个数据集上的训练时间平均减少三分之一。(3)针对多视角的三维模型投影和特征分类问题,提出了一种倾斜式投影方法和模型库分类方法,倾斜式投影方法在三维模型的“有效视角”内进行投影,增大模型与模型之间的特征差异,对刚体模型有很好的效果。模型库分类法根据训练集自适应地建立一个模型库,去除CNN中的错误分类结果,在分类过程中通过对比模型库中的特征进行分类。倾斜式投影法在分类精度达到95%的基础上贡献0.4%到1.3%,在同样的分类精度基础上,模型库分类法相比于SVM分类法提升0.5%到1.5%,两种方法相结合在ModelNet40数据集上的最高分类精度为96.9%,在ModelNet10数据集上的分类精度最高为98.5%,分类时间较SVM减少50%到66%。
其他文献
管道存在有几处压气站处管地电位(PSP)失常的现象,尤其在地磁扰动发生时,管道PSP失常幅度最为剧烈。这种现象使管道的寿命受到影响,同时也使得管道的正常运行受到干扰。本文
当前,我国正处于专利法第四次修改的背景之下,专利法第四次修改草案送审稿第一次规定了专利当然许可制度。引入专利当然许可制度其主要目的在于解决专利许可供需信息不对称、
海洋石油工业的发展逐步从浅水延伸到超深水,伴随着水下装备重量、尺寸、结构等的不断增加,滑轮安装法作为超深水安装水下装备的方法之一,因具有承载性能更好、适应性水深更
近些年以来,国内围绕着商标俗称的纠纷相继出现。从一系列典型案例中可以看出,当原商标权人将自身的产品投放到市场上之后,社会公众出于形象简捷表达之目的,针对原商标权人的
聚类算法是一种无监督的算法,它在没有教师信号的情况下对数据进行分类。支持向量聚类算法的优势是:对于任意形状和数目的数据集理论上可以通过调节核函数的参数识别任何形状的簇;它对噪声数据点不敏感,可以避免噪声数据对结果的影响;它利用核函数把数据映射到特征空间中,解决了线性不可分的问题。支持向量聚类算法的高耗费和低性能成为了它的短板。本文在原有支持向量聚类算法基础上在以下两部分进行改进:1、在目标函数训练
三元硫化物半导体纳米材料展现出丰富的组分、结构和性能以及多领域应用前景。目前针对此类材料的理性设计及可控合成,机遇与挑战并存,特别是一维线状、棒状纳米结构的制备难
光化学降解是地表水中有机污染物主要的消除途径,溶解性有机质(DOM)在水中有机污染物的光降解过程中发挥重要作用。DOM吸收太阳光能量可产生多种光活性中间物种(PPRIs),如:激发三
可持续的光催化技术以其直接利用太阳光、常温下高效降解有机污染物和无二次污染等优异的性能成为理想的环境污染治理新技术。但是,普遍使用的二氧化钛(Ti O2)光催化剂尽管具有
我国历史悠久,珍贵的古籍藏书丰富,随着计算机技术的高速发展,利用计算机辅助古籍研究是必由之路。古籍图像版面结构复杂,对其进行有效、准确的分析是实现古籍汉字识别与检索的前提和基础,本文从以下两个方面对古籍图像展开研究。(1)古籍图像非正文成分提取针对古籍图像中存在印章、批注等非正文成分,影响版面分析准确性的问题,分别设计了基于自适应Canny算子的印章定位方法和基于Mask R-CNN的批注提取方法
航天航空用钛合金(Ti6Al4V)由于具有密度小、比强度高、耐高温和耐腐蚀等特性,因此被广泛用于航空航天工业零部件的制造。然而,由于Ti6Al4V同时具有导热系数低等特点,使之成