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2021年6月 用于识别区分3D形状类别的物理特征的统计管道
王小龙(Bruce Wang),蒂莫西·苏迪约诺,亨利·基尔维斯拉蒂,Tingran Gao公司,道格拉斯·博伊尔,萨扬·穆克吉,洛林·克劳福德
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附录申请。斯达。 15(2): 638-661 (2021年6月)。 DOI:10.1214/20-AOAS1430

摘要

最近利用形状的3D表面扫描管理大规模数据库,推动了更好地检测形态变化中全局模式的工具的开发。专注于识别形状差异的研究仅限于简单的两两比较,并依赖于预先指定的标志(通常已知)。我们提出了SINATRA,这是第一个用于分析形状集合而不需要任何对应关系的统计管道。我们的新算法采用两类形状,并突出最能描述它们之间变化的物理特征。我们使用严格的模拟框架来评估我们的方法。最后,作为一个案例研究,我们使用SINATRA分析了四个不同亚目灵长类动物的下颌臼齿,并证明了其在系统发育中恢复已知形态变异的能力。

资金筹措表

本研究部分得到了NIH NIGMS的P20GM109035(COBRE人类疾病计算生物学中心;PI Rand)和P20GM103645(COBRE中枢神经中心;PI Sanes)资助,NIH NCI和Dana Farber癌症研究所(PIs Gray and Gatsonis)的2U10CA180794-06,以及Alfred P。斯隆研究奖学金和David&Lucile Packard科学与工程奖学金授予LC。这项研究的大部分是利用布朗大学计算与可视化中心(CCV)的计算资源和服务进行的。SM感谢HFSP RGP005、NSF DMS 17-13012、NSF BCS 1552848、NSF DBI 1661386、NSF IIS 15-46331、NSF DM 16-13261的部分资助,以及北卡罗来纳州生物技术中心2016-IDG-1013拨款部分支持的高性能计算。最后,TG在2019年春季计算机视觉学期计划期间,在RI普罗维登斯数学计算与实验研究所(ICERM)居住期间,获得了NSF第DMS-1439786号拨款的支持,之后部分获得了NSF-DMS-1854831的支持。本材料中表达的任何意见、发现、结论或建议均为作者的意见、发现和结论或建议,并不一定反映任何出资人的意见。

致谢

我们要感谢主编、副主编和两位匿名推荐人的建设性意见。我们还要感谢Ani Eloyan、Anthea Monod、Jenny Tung、Katharine Turner和Christine Wall提供的有益对话和建议。我们也非常感谢Ruqi Huang和Maks Ovsjanikov分享他们的极限形状的MATLAB实现。

引用

下载引文

王小龙。 蒂莫西·苏迪约诺。 亨利·基维斯拉蒂。 高廷然。 道格拉斯·博伊尔(Douglas M.Boyer)。 萨扬·穆克吉(Sayan Mukherjee)。 洛林·克劳福德。 “用于识别区分3D形状类别的物理特征的统计管道。” 附录申请。斯达。 15 (2) 638 - 661, 2021年6月。 https://doi.org/10.1214/20-AOAS1430

问询处

收到日期:2019年10月1日;修订日期:2020年10月1日;发布日期:2021年6月
欧几里德项目首次提供:2021年7月12日

数学科学网:MR4298966
zbMATH公司:1478.62390
数字对象标识符:10.1214/20-AOAS1430

关键词:3D图像分析,中心性度量,进化生物学,高斯过程,系统发育学,拓扑数据分析

版权所有©2021数学统计研究所

第15卷•第2期•2021年6月
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