Real-time elastic partial shape matching using a neural network-based adjoint method
| Autor: | Odot, Alban, Mestdagh, Guillaume, Privat, Yannick, Cotin, Stéphane |
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| Přispěvatelé: | Computational Anatomy and Simulation for Medicine (MIMESIS), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Mathématique Avancée (IRMA), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
FOS: Computer and information sciences
Artificial neural network Optimal control Artificial neural network Hyper-elasticity Artificial Intelligence (cs.AI) Optimization and Control (math.OC) Computer Science - Artificial Intelligence FOS: Mathematics Hyper-elasticity [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC] Mathematics - Optimization and Control Optimal control [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] |
| Popis: | Surface matching usually provides significant deformations that can lead to structural failure due to the lack of physical policy. In this context, partial surface matching of non-linear deformable bodies is crucial in engineering to govern structure deformations. In this article, we propose to formulate the registration problem as an optimal control problem using an artificial neural network where the unknown is the surface force distribution that applies to the object and the resulting deformation computed using a hyper-elastic model. The optimization problem is solved using an adjoint method where the hyper-elastic problem is solved using the feed-forward neural network and the adjoint problem is obtained through the backpropagation of the network. Our process improves the computation speed by multiple orders of magnitude while providing acceptable registration errors. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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