1.一種基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注方法,其特征在于,包括:
第一步,訓(xùn)練集三維模型的預(yù)處理,提取所述訓(xùn)練集三維模型的內(nèi)容特征向量;
第二步,建立三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫,存儲(chǔ)所述內(nèi)容特征向量和所述三維模型附帶的文本標(biāo)簽數(shù)據(jù);
第三步,從所述三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫中獲取所述內(nèi)容特征向量,計(jì)算所述內(nèi)容特征向量之間的相似度,以所述訓(xùn)練集三維模型為節(jié)點(diǎn),所述相似度為邊,建立訓(xùn)練集三維模型的內(nèi)容特征相似圖;
第四步,從所述文本標(biāo)簽數(shù)據(jù)中獲取文本標(biāo)簽向量,計(jì)算標(biāo)簽的相關(guān)度,以所述標(biāo)簽為節(jié)點(diǎn),以所述相關(guān)度為邊,建立訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖;
第五步,根據(jù)所述內(nèi)容特征相似圖和文本標(biāo)簽相關(guān)圖,計(jì)算三維模型特征正交投影矩陣,得到三維模型的語義特征向量和文本標(biāo)簽的語義特征向量,所述三維模型的語義特征向量和文本標(biāo)簽的語義特征向量構(gòu)成語義空間,將所述三維模型的語義特征向量和文本標(biāo)簽的語義特征向量存儲(chǔ)到所述三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫;
第六步,通過待標(biāo)注三維模型的預(yù)處理,提取所述待標(biāo)注三維模型的內(nèi)容特征向量;
第七步,對(duì)所述待標(biāo)注三維模型的內(nèi)容特征向量進(jìn)行三維模型特征投影變換,得到待標(biāo)注的三維模型的語義特征向量,在所述語義空間內(nèi)計(jì)算所述待標(biāo)注的三維模型的語義特征向量與所述文本標(biāo)簽的語義特征向量之間的相似度,得到所述待標(biāo)注三維模型的近鄰文本標(biāo)簽,所述近鄰文本標(biāo)簽作為最終的標(biāo)注詞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注方法,其特征在于,所述語義空間的構(gòu)建方法包括:
建立語義空間優(yōu)化目標(biāo)函數(shù):
其中,為所述訓(xùn)練集三維模型的內(nèi)容特征向量構(gòu)成的內(nèi)容特征矩陣,{t1,t2,...,tm}為所述文本標(biāo)簽數(shù)據(jù)的文本標(biāo)簽的集合;
其中,LS是所述內(nèi)容特征相似圖的規(guī)范拉普拉斯相似度矩陣,LC是所述訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖的規(guī)范拉普拉斯相關(guān)度矩陣;
其中,為所述文本標(biāo)簽向量構(gòu)成的標(biāo)簽矩陣,Yij=1表示所述內(nèi)容特征矩陣O中特征向量oj具備文本標(biāo)簽ti,Yij=0表示所述內(nèi)容特征矩陣O中特征向量oj不具備文本標(biāo)簽ti;
其中,為文本標(biāo)簽語義特征矩陣,為所述語義空間中第i個(gè)文本標(biāo)簽ti的語義特征向量;為三維模型語義特征矩陣,為所述語義空間中第j個(gè)三維模型的語義特征向量,所述文本標(biāo)簽的語義特征向量和所述三維模型的語義特征向量構(gòu)成所述語義空間;
其中,為所述三維模型特征正交投影矩陣;
其中,為在所述語義空間內(nèi),所述ui與所述vj的相似度;
其中,為p階單位矩陣,α、β與γ為參數(shù),
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注方法,其特征在于,所述參數(shù)取值為:α=0.8,β=0.6,γ=0.005。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注方法,其特征在于,所述計(jì)算三維模型特征正交投影矩陣A和文本標(biāo)簽語義特征矩陣U的方法包括:
語義空間優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的拉格朗日函數(shù)為:
隨機(jī)初始化所述三維模型特征正交投影矩陣A和所述文本標(biāo)簽語義特征矩陣U,并初始迭代變量t=1;
步驟1:計(jì)算所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于A的導(dǎo)數(shù):
步驟2:計(jì)算所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的導(dǎo)數(shù):
所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的每個(gè)列向量的導(dǎo)數(shù)為:
所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的導(dǎo)數(shù)為
步驟3:更新更新η為下降步長(zhǎng);
步驟4:更新所述迭代變量t=t+1;重復(fù)步驟1、步驟2、步驟3,直至所述三維模型特征正交投影矩陣A和文本標(biāo)簽語義特征矩陣U收斂;
其中,λ和ζ為拉格朗日不定乘子;
利用所述三維模型特征正交投影矩陣A對(duì)所述訓(xùn)練集三維模型內(nèi)容特征矩陣進(jìn)行變換,所述變換為O'=ATO,將所述三維模型的語義特征向量和所述文本標(biāo)簽的語義特征向量存儲(chǔ)到三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注方法,其特征在于,所述參數(shù)取值為:λ=ζ=0.005,下降步長(zhǎng)η=0.005。
6.一種基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注系統(tǒng),其特征在于,包括:
訓(xùn)練集三維模型預(yù)處理裝置,與三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫裝置連接,用于提取所述訓(xùn)練集三維模型的內(nèi)容特征向量和文本標(biāo)簽向量;
所述三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫裝置,分別與訓(xùn)練集三維模型預(yù)處理裝置、訓(xùn)練集的三維模型的內(nèi)容特征相似圖建立裝置、訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖建立裝置、語義空間構(gòu)建裝置和待標(biāo)注三維模型預(yù)處理裝置連接,用于存儲(chǔ)和讀取所述特征向量等數(shù)據(jù);
所述訓(xùn)練集的三維模型的內(nèi)容特征相似圖建立裝置,用于獲取所述內(nèi)容特征向量,計(jì)算所述內(nèi)容特征向量之間相似度,以所述訓(xùn)練集三維模型為節(jié)點(diǎn),所述相似度為邊,建立所述訓(xùn)練集的三維模型的內(nèi)容特征相似圖;
所述訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖建立裝置,用于計(jì)算所述訓(xùn)練集中標(biāo)簽的相關(guān)度,以所述標(biāo)簽為節(jié)點(diǎn),以所述標(biāo)簽相關(guān)度為邊,建立所述訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖;
所述語義空間構(gòu)建裝置,還與訓(xùn)練集的三維模型的內(nèi)容特征相似圖建立裝置、訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖建立裝置、三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫裝置和待標(biāo)注三維模型在線標(biāo)注裝置連接,計(jì)算三維模型特征正交投影矩陣和文本標(biāo)簽的語義特征向量,構(gòu)建所述語義空間,并將所述語義空間的三維模型的語義特征向量和文本標(biāo)簽的語義特征向量存儲(chǔ)到三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫;
待標(biāo)注三維模型預(yù)處理裝置,用于對(duì)待標(biāo)注三維模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、歸一化處理,并提取所述待標(biāo)注三維模型的內(nèi)容特征向量;
所述待標(biāo)注三維模型在線標(biāo)注裝置,還與所述待標(biāo)注三維模型預(yù)處理裝置、三維模型標(biāo)注數(shù)據(jù)庫裝置、語義空間構(gòu)建裝置連接,用于對(duì)所述待標(biāo)注三維模型的內(nèi)容特征向量進(jìn)行三維模型特征投影變換,得到所述待標(biāo)注三維模型的語義特征向量,在語義空間內(nèi)計(jì)算所述三維模型的語義特征向量與所述文本標(biāo)簽的語義特征向量之間的相似度,得到待標(biāo)注三維模型的近鄰文本標(biāo)簽,所述近鄰文本標(biāo)簽作為最終的標(biāo)注詞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注系統(tǒng),其特征在于,所述語義空間構(gòu)建裝置包括:
語義空間的目標(biāo)函數(shù)建立單元:
其中,為所述訓(xùn)練集三維模型的內(nèi)容特征向量構(gòu)成的內(nèi)容特征矩陣,{t1,t2,...,tm}為所述文本標(biāo)簽數(shù)據(jù)的文本標(biāo)簽的集合;
其中,LS是所述內(nèi)容特征相似圖的規(guī)范拉普拉斯相似度矩陣,LC是所述訓(xùn)練集的文本標(biāo)簽相關(guān)圖的規(guī)范拉普拉斯相關(guān)度矩陣;
其中,為所述文本標(biāo)簽向量構(gòu)成的標(biāo)簽矩陣,Yij=1表示所述內(nèi)容特征矩陣O中特征向量oj具備文本標(biāo)簽ti,Yij=0表示所述內(nèi)容特征矩陣O中特征向量oj不具備文本標(biāo)簽ti;
其中,為文本標(biāo)簽語義特征矩陣,為所述語義空間中第i個(gè)文本標(biāo)簽ti的語義特征向量;為三維模型語義特征矩陣,為所述語義空間中第j個(gè)三維模型的語義特征向量,所述文本標(biāo)簽的語義特征向量和所述三維模型的語義特征向量構(gòu)成所述語義空間;
其中,為所述三維模型特征正交投影矩陣;
其中,為在所述語義空間內(nèi),所述ui與所述vj的相似度;
其中,為p階單位矩陣,α、β與γ為參數(shù),
語義空間求解單元,與所述語義空間的目標(biāo)函數(shù)建立單元連接,用于計(jì)算三維模型特征正交投影矩陣A和文本標(biāo)簽語義特征矩陣U;
語義空間變換單元,與所述語義空間求解單元連接,利用所述三維模型特征正交投影矩陣A對(duì)所述內(nèi)容特征矩陣進(jìn)行變換,生成所述三維模型的語義特征向量,所述變換為O'=ATO。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注系統(tǒng),其特征在于,所述參數(shù)取值為:α=0.8,β=0.6,γ=0.005。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注系統(tǒng),其特征在于,所述語義空間求解單元包括:
初始化模塊,語義空間優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的拉格朗日函數(shù)為:
其中,λ和ζ為參數(shù),隨機(jī)初始化所述三維模型特征正交投影矩陣A和所述文本標(biāo)簽語義特征矩陣U,并初始迭代變量t=1;
第一導(dǎo)數(shù)模塊,與所述初始化模塊連接,用于計(jì)算所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于A的導(dǎo)數(shù):
第二導(dǎo)數(shù)模塊,與所述初始化模塊連接,用于計(jì)算所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的導(dǎo)數(shù):
所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的每個(gè)列向量的導(dǎo)數(shù)為:
所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)于U的導(dǎo)數(shù)為
變量更新模塊,分別與所述第一導(dǎo)數(shù)模塊和所述第二導(dǎo)數(shù)模塊連接,用于更新更新更新所述迭代變量t=t+1,η為下降步長(zhǎng);
迭代模塊,分別與所述變量更新模塊和所述第一導(dǎo)數(shù)模塊連接,重復(fù)所述第一導(dǎo)數(shù)模塊、所述第二導(dǎo)數(shù)模塊和所述變量更新模塊的迭代計(jì)算,直至所述三維模型特征正交投影矩陣A和文本標(biāo)簽語義特征矩陣U收斂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于語義空間投影變換的三維模型在線標(biāo)注系統(tǒng),其特征在于,所述參數(shù)取值為:λ=ζ=0.005,下降步長(zhǎng)η=0.005。