如何使用机器学习来预测简单多边形的属性(例如面积)?

人工智能 机器学习 参考请求 序列建模
2021-10-23 10:55:47

想象一组由顶点坐标对给出的简单(非自相交)多边形[(x1,y1),(x2,y2),,(xn,yn)]. 集合中的多边形具有不同数量的顶点。

在此处输入图像描述

如何使用机器学习来解决这些多边形的各种监督回归和分类问题,例如预测它们的面积、周长、质心坐标、多边形是否凸面、质心在内部还是外部等?

大多数机器学习算法需要相同大小的输入,但我的输入具有不同数量的坐标。这可能由循环神经网络处理。但是,我的输入向量的坐标可以在不改变输入含义的情况下进行循环移动。例如,

[(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)]
[(xn,yn),(x1,y1),...,(xn1,yn1)]
表示相同的多边形,其中起始顶点的选择不同。

哪种机器学习算法既不改变其输入坐标的循环移位,又可以处理不同大小的输入?

直观地说,算法可以学习将每个多边形分割成不重叠的三角形,计算每个三角形的面积或周长,然后在输出层的某处聚合这些计算。但是,标签(面积或周长)仅适用于整个多边形,而不适用于三角形。此外,多边形的周长不是三角形周长的总和。用三角形来思考这个问题是否具有误导性?

您能否提供有关解决此类任务的机器学习算法的参考资料?或任何建议,如何处理这项任务?它不必是神经网络,也不必学习精确的解析公式。大概的结果就足够了。

1个回答

您可以将每个多边形拆分为一组三角形并总结这些区域。不太确定您为什么要为 ML 烦恼。

无论如何,如果您将这些多边形近似为图像,您可能会训练一个 CNN。查看提供边界框的图像分类网络。