We introduce in this paper new and very effective numerical methods based on neural networks for the approximation of the mean curvature flow of either oriented or non-orientable surfaces. To learn the correct interface evolution law, our neural networks are trained on phase field representations of exact evolving interfaces. The structures of the networks draw inspiration from splitting schemes used for the discretization of the Allen-Cahn equation. But when the latter approximate the mean curvature motion of oriented interfaces only, the approach we propose extends very naturally to the non-orientable case. Through a variety of examples, we show that our networks, trained only on flows of smooth and simplistic interfaces, generalize very well to more complex interfaces, either oriented or non-orientable, and possibly with singularities. Furthermore, they can be coupled easily with additional constraints which opens the way to various applications illustrating the flexibility and effectiveness of our approach: mean curvature flows with volume constraint, multiphase mean curvature flows, numerical approximation of Steiner trees or minimal surfaces.


翻译:在本文中,我们引入了基于神经网络的新和非常有效的数字方法,以近似方向或非方向表面的平均曲线流。为了学习正确的界面进化法,我们的神经网络接受关于精确变化界面的相片外观的训练。网络结构从用于艾伦-卡恩方程式分解的分解计划中得到灵感。但是当后者接近方向界面的平均曲解运动时,我们建议的方法非常自然地延伸到非方向性的情况。我们通过多种例子显示我们的网络,仅受过关于光滑和简单化界面流的培训,非常接近更复杂的界面,要么面向方向,要么不面向方向,可能与奇特性。此外,它们很容易与额外的制约因素相结合,为显示我们方法的灵活性和有效性的各种应用打开了道路:具有体积制约、多阶段平均曲流、施泰纳树或最小表面的数值近似。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员