基于梯度方向直方圖的熱核特征提取方法.pdf

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1、第38卷第4期儀器儀表學(xué)報(bào)Vol38No42017年4月ChineseJournalofScientificInstrumentApr.2017基于梯度方向直方圖的熱核特征提取方法曾慧,李斯琦,汪慧娟,劉冀偉(北京科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院北京100083)摘要:提出了一種適用于描述非剛性三維模型局部表面結(jié)構(gòu)的特征提取方法,即基于梯度方向直方圖的熱核特征(HOGHKS)提取方法。該方法首先提取具有等距不變性的三維點(diǎn)熱核信號(hào),可以使后續(xù)提取的特征向量具有等距不變性和較好的穩(wěn)定性;然后對(duì)熱核信號(hào)的對(duì)數(shù)差分值進(jìn)行梯度方向直方圖統(tǒng)計(jì),可以使構(gòu)造出的特征向量對(duì)三維模型的尺度變化具有一定

2、的不變性。該特征在一定程度上解決了HKS特征不具有尺度不變性、SIHKS特征雖然具有尺度不變性但是需要將熱核信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行描述會(huì)丟失一部分有效描述信息的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與HKS特征和SIHKS特征相比,HOGHKS特征具有更好的檢索效果。關(guān)鍵詞:非剛性三維模型;三維模型檢索;熱核特征;具有尺度不變性的熱核特征;基于梯度方向直方圖的熱核特征中圖分類(lèi)號(hào):TP391.4TH164文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科分類(lèi)代碼:520.2040520.61Extractionmethodofhistogramoforientedgradientbasedheatkernelsign

3、aturesZengHui,LiSiqi,WangHuijuan,LiuJiwei(SchoolofAutomationandElectricalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:Inthispaper,afeatureextractionmethodsuitablefordescribinglocalsurfacestructureofthenonrigid3Dmodelisproposed,whichiscalledhistogramofori

4、entedgradientbasedheatkernelsignature(HOGHKS)extractionmethod.Themethodfirstlyextractstheheatkernelsignatureofthe3Dpointwithisometricinvariance,whichmakesthefollowingextractedfeaturevectorhaveisometricinvariantcharacteristicandgoodstability.Then,thelogarithmdifferenceoftheheatkernelsignatu

5、reiscomputedanditshistogramoforientedgradientiscomputed,whichcanmaketheconstructedfeaturevectorhavecertainscaleinvariancetothescalevariationof3Dmodel.TheproposedfeatureinacertainextentsolvestheproblemsthattheHKSfeaturedoesnothavescaleinvariance,andtheSIHKSfeaturehasscaleinvariancethough,it

6、requirestransformingtheheatkernelsignatureintofrequencydomainfordescription,whichwilllosepartoftheeffectivedescriptioninformation.ExtensiveexperimentresultsshowthattheHOGHKSfeaturehasbetterretrievalperformancecomparedwiththeHKSfeatureandSIHKSfeature.Keywords:nonrigid3Dmodel;3Dmodelretrie

7、val;heatkernelsignature(HKS);scaleinvariantheatkernelsignatwire(SIHKS);histogramoforientedgradientbasedheatkernelsignature(HOGHKS)模型檢索成為對(duì)海量三維模型進(jìn)行有效管理和分析亟待[14]1引言解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。三維模型可分為剛性模型和非剛性模型兩大類(lèi)。由于非剛性三維物體廣泛存在于實(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展,三維模型在際世界和虛擬世界中,同一類(lèi)非剛性三維模型之間

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