Global Optimisation for Improved Volume Tracking of Time-Varying Meshes

Abstract

Processing of deforming shapes represented by sequences of triangle meshes with connectivity varying in time is difficult, because of the lack of temporal correspondence information, which makes it hard to exploit the temporal coherence. Establishing surface correspondence is not an easy task either, especially since some surface patches may have no corresponding counterpart in some frames, due to self-contact. Previously, it has been shown that establishing sparse correspondence via tracking volume elements might be feasible, however, previous methods suffer from severe drawbacks, which lead to tracking artifacts that compromise the applicability of the results. In this paper, we propose a new, temporally global optimisation step, which allows to improve the intermediate results obtained via forward tracking. Together with an improved formulation of volume element affinity and a robust means of identifying and removing tracking irregularities, the procedure yields a substantially better model of temporal volume correspondence.

Zpracování deformujících se tvarů reprezentovaných sekvencemi trojúhelníkových sítí s proměnlivou konektivitou je obtížné kvůli chybějící informaci o časových korespondencích, což značně komplikuje využití časové koherence. Určení povrchové korespondence také není lehká úloha, zejména protože některé části povrchů nemusí mít žádný korespondující protějšek v některých ze snímků kvůli sebedoteku. Dříve bylo ukázáno, že určení řídkých korespondencí pomocí sledování objemových prvků je možné, ačkoliv předchozí metody měly zásadní problémy, které způsobovaly chyby v sledování, které značně limitují využití jejich výsledků. V tomto článku navrhujeme nový, časově globální krok, který umožňuje vylepšení průběžných výsledků získaných dopředným sledováním. Společně s novou formulací afinity objemových prvků a robustním způsobem detekce a odstranění iregularit produkuje metoda významně lepší model časových korespondencí objemů.