We propose a novel framework to learn the spatiotemporal variability in longitudinal 3D shape data sets, which contain observations of objects that evolve and deform over time. This problem is challenging since surfaces come with arbitrary parameterizations and thus, they need to be spatially registered. Also, different deforming objects, also called 4D surfaces, evolve at different speeds and thus they need to be temporally aligned. We solve this spatiotemporal registration problem using a Riemannian approach. We treat a 3D surface as a point in a shape space equipped with an elastic Riemannian metric that measures the amount of bending and stretching that the surfaces undergo. A 4D surface can then be seen as a trajectory in this space. With this formulation, the statistical analysis of 4D surfaces can be cast as the problem of analyzing trajectories embedded in a nonlinear Riemannian manifold. However, performing the spatiotemporal registration, and subsequently computing statistics, on such nonlinear spaces is not straightforward as they rely on complex nonlinear optimizations. Our core contribution is the mapping of the surfaces to the space of Square-Root Normal Fields where the L2 metric is equivalent to the partial elastic metric in the space of surfaces. Thus, by solving the spatial registration in the SRNF space, the problem of analyzing 4D surfaces becomes the problem of analyzing trajectories embedded in the SRNF space, which has a Euclidean structure. In this paper, we develop the building blocks that enable such analysis. These include: (1) the spatiotemporal registration of arbitrarily parameterized 4D surfaces in the presence of large elastic deformations and large variations in their execution rates; (2) the computation of geodesics between 4D surfaces; (3) the computation of statistical summaries; and (4) the synthesis of random 4D surfaces.


翻译:我们提出了一个新框架, 用于学习长垂直 3D 形状数据集的上层时空变异性, 其中包括对时间进化和变形物体的观测。 这个问题具有挑战性, 因为表面随任意参数化而出现, 因此需要进行空间登记。 此外, 不同的变形物体, 也称为 4D 表面, 以不同的速度演变, 因此它们需要时间上调。 我们用Riemannian 的方法来解决这个时空登记问题。 我们把3D 表面当作一个形状空间中的点, 配有弹性的 Riemann 度度量测量表层弯曲和伸展量的量。 4D 表面表面的变形分析, 4D 地面的变形分析, 地面的变形变形分析, 地面的变形分析, 地面的变形分析, 地面的变形分析, 地面的变形分析, 地面的变形分析, 地面的变形, 地面的变形分析, 地面的变形, 地面的变形, 地面的变形, 的变形, 地面的变形, 的变形, 地面的变形分析, 的变形, 方向的变形, 地面的变形, 方向的变形, 方向的变形的变形的变形的变形的变形的变形, 流的变形的变形的变形, 的变形的变形, 的变形, 的变形, 的变形的变形, 方向, 的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形, 的变形的变形的变形的变形的变形的变形的变形, 的变形, 的变形, 的变形, 的变形, 的变形, 的变形, 的变形, 的变形的变形的变形, 的变形, 的变形的变形的变形, 的变的变形, 的变形的变形的变形的变形的变形的变形, 的变形, 的变形, 的变形的变形,

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
【实用书】数据科学基础,484页pdf,Foundations of Data Science
专知会员服务
117+阅读 · 2020年5月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
图像处理:从 bilateral filter 到 HDRnet
极市平台
30+阅读 · 2019年8月7日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
(Python)3D人脸处理工具Face3d
AI研习社
7+阅读 · 2019年2月10日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1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
R文本分类之RTextTools
R语言中文社区
4+阅读 · 2018年1月17日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月8日
VIP会员
相关资讯
图像处理:从 bilateral filter 到 HDRnet
极市平台
30+阅读 · 2019年8月7日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
(Python)3D人脸处理工具Face3d
AI研习社
7+阅读 · 2019年2月10日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1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
R文本分类之RTextTools
R语言中文社区
4+阅读 · 2018年1月17日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员