自动量化解剖曲面几何相似性的算法
数值分析
2015-05-30 v3 计算机视觉与模式识别
图形学
摘要
我们描述了用于度量嵌入三维空间中的二维曲面之间距离的新方法，这些方法利用局部结构以及包含在结构间几何关系中的全局信息。我们提出了自动确定这些距离以及几何对应关系的算法。这一工作源于自然科学学生理解统一生命多样性的形式连续性的愿望。目前，利用物理性状研究现存与灭绝动物之间演化关系的科学家分析从精确定义的解剖对应点（landmarks）中提取的数据。识别并记录这些标志点耗时且只能由经过训练的形态学家准确完成。这使得非形态学家无法开展此类研究，并导致表型组学在阐明演化模式方面落后于基因组学。与其他用于形态对应关系的算法不同，我们的方法不需要用户对特殊特征或标志点进行任何预先标记。它与计算几何领域的其他开创性工作也有所区别，因为我们的算法本质上是多项式的，因此更快，使得对显著更多数字化曲面进行成对比较成为可能。我们使用代表灵长类和人类牙齿及不同骨骼的三个数据集来说明我们的方法，并表明它能产生高度准确的结果。
引用
@article{arxiv.1110.3649,
title = {Algorithms to automatically quantify the geometric similarity of anatomical surfaces},
author = {D. Boyer and Y. Lipman and E. St. Clair and J. Puente and T. Funkhouser and B. Patel and J. Jernvall and I. Daubechies},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3649},
year = {2015}
}
备注
Changes with respect to v1, v2: an Erratum was added, correcting the references for one of the three datasets. Note that the datasets and code for this paper can be obtained from the Data Conservancy (see Download column on v1, v2)