Collaborative Research: Data-Driven Elastic Shape Analysis with Topological Inconsistencies and Partial Matching Constraints

协作研究:具有拓扑不一致和部分匹配约束的数据驱动的弹性形状分析

基本信息

  • 批准号:
    1953267
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project focuses on data structures that are represented as curves or surfaces. Such structures occur in applications ranging from brain anatomy, computer vision, and molecular biology to meteorological and financial data. Data can be either directly acquired by devices such as laser scans or indirectly reconstructed from microscopy or magnetic resonance imaging. Such images and analyses appear for example in the study of human anatomy and motion or in applications to computer graphics and motion. The project lies in the broad area of statistical shape analysis, in which one tries to quantify geometric and/or topological variability within and across populations. The work aims to develop practical methods to characterize the shape of data objects in order to ascertain their roles in larger systems. The project will involve graduate students and produce open source software. The project relies on the paradigms of elastic shape analysis, which is traditionally concerned with analyzing the variability in the geometries of the objects under consideration. At its core is the notion of a distance between two shapes, which stems from a Riemannian setting using a metric that is invariant to the action of certain shape-preserving transformations and embeds both the global nonlinearity of the space as well as its local linearity. The first goal is to develop a comprehensive theoretical and numerical framework for elastic shape analysis of curves and surfaces that allows for topological inconsistencies and partial matching constraints. This framework combines elastic shape analysis with methods from geometric measure theory and topological data analysis. The second goal is to apply the framework to a wide variety of synthetic and real data, in particular to morphological analysis of high-resolution orthopedic surface complexes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该研究项目重点关注表示为曲线或曲面的数据结构。这种结构存在于从大脑解剖学、计算机视觉、分子生物学到气象和金融数据的应用中。数据可以通过激光扫描等设备直接获取,也可以通过显微镜或磁共振成像间接重建。例如,此类图像和分析出现在人体解剖学和运动的研究中或计算机图形和运动的应用中。该项目属于统计形状分析的广泛领域,其中试图量化群体内部和群体之间的几何和/或拓扑变异性。这项工作旨在开发实用的方法来表征数据对象的形状,以确定它们在更大系统中的作用。该项目将涉及研究生并开发开源软件。该项目依赖于弹性形状分析的范式,传统上该分析主要关注分析所考虑物体的几何形状的变化。其核心是两个形状之间距离的概念,它源于黎曼设置,使用的度量对于某些保形变换的作用是不变的,并且嵌入了空间的全局非线性及其局部线性。第一个目标是开发一个全面的理论和数值框架,用于曲线和曲面的弹性形状分析,允许拓扑不一致和部分匹配约束。该框架将弹性形状分析与几何测度理论和拓扑数据分析的方法相结合。第二个目标是将框架应用于各种合成和真实数据,特别是高分辨率骨科表面复合体的形态分析。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力评估进行评估,被认为值得支持。优点和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Diffeomorphic Flow-Based Variational Framework for Multi-Speaker Emotion Conversion
Body mass classification from skeletal elements using landmark-free morphological atlas estimation with diffeomorphic shape mapping
使用具有微分同形形状映射的无地标形态图谱估计对骨骼元素进行体重分类
  • DOI:
    10.1117/12.2655795
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Li, Heyuan;Shi, Gengxin;Meckel, Lauren;Cunningham, Deborah;Wescott, Daniel J.;Sylvester, Adam D.;Charon, Nicolas;Zbijewski, Wojciech
  • 通讯作者:
    Zbijewski, Wojciech
Supervised Deep Learning of Elastic SRV Distances on the Shape Space of Curves
曲线形状空间上弹性 SRV 距离的监督深度学习
A New Variational Model for Shape Graph Registration with Partial Matching Constraints
具有部分匹配约束的形状图配准的新变分模型
  • DOI:
    10.1137/21m1418587
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Sukurdeep, Yashil;Bauer, Martin;Charon, Nicolas
  • 通讯作者:
    Charon, Nicolas
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Nicolas Charon其他文献

Nicolas Charon的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Nicolas Charon', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Data-Driven Elastic Shape Analysis with Topological Inconsistencies and Partial Matching Constraints
协作研究:具有拓扑不一致和部分匹配约束的数据驱动的弹性形状分析
  • 批准号:
    2402555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Shape Analysis in Submanifold Spaces: New Directions for Theory and Algorithms
职业:子流形空间中的形状分析:理论和算法的新方向
  • 批准号:
    1945224
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A General and Efficient Framework for Computational Shape Analysis Through Geometric Distributions
通过几何分布进行计算形状分析的通用且有效的框架
  • 批准号:
    1819131
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

面向车联网网络流量数据的多方协作学习风险控制机制研究
  • 批准号:
    62373094
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于多组学数据的DNA甲基化与组蛋白修饰协作调控研究
  • 批准号:
    62371347
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
数据物理驱动的车间制造服务协作可靠性机理与优化方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
网络空间中基于泛配置类数据的协作性恶意行为识别研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于网络化云边融合的多移动机器人协作数据驱动控制方法研究
  • 批准号:
    62103138
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: GEO OSE Track 2: Developing CI-enabled collaborative workflows to integrate data for the SZ4D (Subduction Zones in Four Dimensions) community
协作研究:GEO OSE 轨道 2:开发支持 CI 的协作工作流程以集成 SZ4D(四维俯冲带)社区的数据
  • 批准号:
    2324714
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Constraining next generation Cascadia earthquake and tsunami hazard scenarios through integration of high-resolution field data and geophysical models
合作研究:通过集成高分辨率现场数据和地球物理模型来限制下一代卡斯卡迪亚地震和海啸灾害情景
  • 批准号:
    2325311
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CDS&E: data-enabled dynamic microstructural modeling of flowing complex fluids
合作研究:CDS
  • 批准号:
    2347345
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Data-Driven Elastic Shape Analysis with Topological Inconsistencies and Partial Matching Constraints
协作研究:具有拓扑不一致和部分匹配约束的数据驱动的弹性形状分析
  • 批准号:
    2402555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: EAGER: IMPRESS-U: Groundwater Resilience Assessment through iNtegrated Data Exploration for Ukraine (GRANDE-U)
合作研究:EAGER:IMPRESS-U:通过乌克兰综合数据探索进行地下水恢复力评估 (GRANDE-U)
  • 批准号:
    2409395
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了