Jointly matching multiple, non-rigidly deformed 3D shapes is a challenging, $\mathcal{NP}$-hard problem. A perfect matching is necessarily cycle-consistent: Following the pairwise point correspondences along several shapes must end up at the starting vertex of the original shape. Unfortunately, existing quantum shape-matching methods do not support multiple shapes and even less cycle consistency. This paper addresses the open challenges and introduces the first quantum-hybrid approach for 3D shape multi-matching; in addition, it is also cycle-consistent. Its iterative formulation is admissible to modern adiabatic quantum hardware and scales linearly with the total number of input shapes. Both these characteristics are achieved by reducing the $N$-shape case to a sequence of three-shape matchings, the derivation of which is our main technical contribution. Thanks to quantum annealing, high-quality solutions with low energy are retrieved for the intermediate $\mathcal{NP}$-hard objectives. On benchmark datasets, the proposed approach significantly outperforms extensions to multi-shape matching of a previous quantum-hybrid two-shape matching method and is on-par with classical multi-matching methods.


翻译:联合匹配多个非刚性变形的三维形状是一个具有挑战性的$\mathcal{NP}$-难问题。完美匹配必然满足循环一致性:沿着多个形状的逐点对应关系行进,最终必须回到原始形状的起始顶点。然而,现有的量子形状匹配方法不支持多形状场景,更无法保证循环一致性。本文解决了这一开放挑战,提出了首个用于三维形状多匹配的量子混合方法;此外,该方法还具备循环一致性。其迭代公式适用于现代绝热量子硬件,且计算复杂度与输入形状总数呈线性关系。这两个特性均通过将$N$形状问题简化为一系列三形状匹配来实现,这一推导过程是我们的主要技术贡献。借助量子退火技术,针对中间$\mathcal{NP}$-难目标可以检索到低能量的高质量解。在基准数据集上,所提方法显著优于先前量子混合双形状匹配方法的多形状匹配扩展,且与经典多匹配方法性能相当。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
 【SIGGRAPH 2020】人像阴影处理,Portrait Shadow Manipulation
专知会员服务
29+阅读 · 2020年5月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12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
44+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月15日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员