半解析方法中圆形等效源法的前处理算法

应用计算机图形学的原理和方法,提出了一种求解数学上极值问题的扫描-生长算法,解决了二维场的圆形分割问题.该算法能够快速确定分割区域中多个极点(各分割圆的圆心)的位置和数量,达到了用尽量少的圆形数来最大限度地充满该分割区域,并能满足在需要处(如场量突变处)进行局部加密的要求.根据为广义多极技术(属半解析法范畴)创建的理论体系,这些极点确定了解函数在级数展开式中各变量的起点.正因为这些变量的准确定位,不仅克服了广义多极技术中极点位置设置的盲目性,而且提高了解的计算效率和计算精度.因此,扫描-生长算法还可推广应用于轴对称场的计算中.     

基于模拟退火算法的无网格节点生成技术

为克服目前无网格法布点技术仅适用于特定问题的缺点,在分析节点生成技术数学本质的基础上,提出了一种基于模拟退火算法的无网格节点生成技术.该算法结合k-means方法和模拟退火算法(SA)求解约束条件下的多峰值函数全局最小值,在待求计算域内和边界自动生成无网格计算节点,且节点为计算域对应质心Voronoi结构的质心点.该算法可以普遍用于包括凹域和多连通域等任意形状域的布点计算,尤其适用于给定边界节点位置情况下域内无网格节点的生成问题.将所生成节点用线段连接起来,也可以直接得到有限元网格.     

基于滤波器阵列和小波域图割的纹理分割

针对图割法计算代价高并难以应用于纹理分割的问题,提出了一种基于滤波器阵列和小波域图割的纹理分割算法.首先对图像进行多层小波分解;然后在子带图像中使用构建的滤波器阵列提取图像的纹理特征,采用texton直方图作为纹理的统计模型,并采用直方图差计算像素点间的纹理相似度;最后根据子带图像计算虚拟尺度图的权值矩阵,构建关联范围递增的多尺度图结构,并根据规范割准则计算纹理的分割.分割结果表明:该算法在获得稳定和准确的纹理分割的同时能够将原始规范割指数时间复杂度压缩为线性时间复杂度,并能够计算大尺寸的图像分割.     

Kelvin解作为影响函数的弹性平面问题边界点法

本文以Kelvin解[2]作为影响函数,在边界上配点计算出虚拟域上有限个点的影响函数值,域内的应力场和位移场据叠加原理由影响函数叠加求得。算例表明,本方法的精度是足够的,方法亦是简便的。     

白腐真菌的培养及其在染料污水脱色中的应用

阈值法是图像分割最为常用的方法之一,然而基于一维直方图的阈值方法分割结果容易受噪声的影响.基于二维直方图的二维Fisher准则能够克服一维阈值法缺陷,具有较好的分割性能.但是二维Fisher准则阈值法在求取最优阈值时需要大量的计算,运算速度非常慢.常用的二维Fisher准则阈值优化计算方法如粒子群算法和遗传算法容易陷入局部最优.杜鹃搜索算法是新近提出的一种元启发优化算法,一些经典的函数优化问题测试结果表明杜鹃搜索算法全局寻优能力优于粒子群算法和遗传算法.在介绍杜鹃搜索算法的基础上,提出一种基于杜鹃搜索算法改进的二维Fisher准则阈值分割方法.实验结果证明,提出的方法降低了基本二维Fisher准则阈值法最优阈值的寻找时间,提高了图像分割的实时性,是一种性能良好的图像分割方法.     

多域组合非耦合热弹性问题的虚边界元法

采用边界元法求解热弹性力学问题通常涉及到关于温度作用的域内体积分,使其在求解此类问题时失去了可降维的优点.为此,应用虚边界元法思想分别考虑热传导问题和与之对应的弹性力学问题的数值格式,并将两者的求解思路结合起来,从而形成解多域组合非耦合热弹性问题时无需计算域内体积分的虚边界元法思想.该方法具有一般性,既适用于二维问题又适用于三维问题,而且可将多域求解思想蜕化到单域问题.按单域定义的方板、厚壁圆筒热应力的计算和按多域定义的含圆形夹杂方板有效热膨胀系数的数值模拟结果已充分表明该方法具有较好的计算效率和较高的计算精度.     

基于改进随机Hough变换的圆形目标检测算法

圆形目标检测在各个领域得到了广泛应用.为了提高规则圆的检出效率、降低不规则圆的漏检率,文章提出了一种改进随机Hough变换的圆形目标检测算法.算法首先用区域增长和RGB二值分割等算法对不同背景的图像进行二值分割和去噪处理,接着对连通域分割的特征区域用具有圆形性特征的边缘点进行候选圆的检测和验证.实验对比结果表明,本文算法可以显著提高规则圆的检出效率、降低不规则圆的漏检率,算法计算量小、运行速度快、鲁棒性强.     

正六边形二维场域电位的有限差分算法

以正六边形二维场域为例,建立了正三角形网格划分的有限差分法的计算模型,并通过MATLAB编程得到场域内电位分布的数值解和相应图形,对有限差分法的计算处理进行了讨论和分析.     

基于最优化控制模型的文本主题域划分

提出一种基于最优化控制模型的文本主题域划分方法, 采用主题域内距离、 主题域间距离、 主题域内夹角和主题域间夹角等相关要素, 构建了最优化模型的目标函数, 进而通过对模型求解得到文本主题域的最优划分模式. 该方法为全局最优化方法, 与具体的应用领域无关, 具有较高的普适性. 实验结果表明, 在算法适用性、 F1评价和Window Diff评价上, 该算法均优于其他相关算法.     

二代小波变换的抗噪Otsu图像分割方法

针对一维、二维最大类间方差(Otsu)方法分割含噪声图像时分割效果不佳、抗噪性不足的问题,提出了一种二代小波变换的抗噪Otsu图像分割方法.算法通过二代小波变换,在小波域中对目标与背景的噪声进行抑制后再计算最大类间方差进行了研究.实验结果表明该算法是一种抗噪性强、分割效果好的图像分割算法.与现有的二维、三维Otsu法相比,算法不仅计算效率高,而且抗噪性能更稳健.     

基于多种连通域特征的结构表面裂缝提取方法

针对传统裂缝图像信息提取方法的局限性,提出了一种基于多种连通域特征的工程结构表面裂缝提取方法.在采用最大类间方差(Otsu)法对原始图像进行初始分割的基础上,对裂缝图像的连通域面积、最小外接矩形长宽比和连通域内最远距离等连通域特征参数分别进行K-means聚类分析,得到了裂缝目标和噪声背景区域的连通域特征参数分布范围;进而建立了一种新的裂缝信息提取方法,并给出了具体算法流程.该方法与其他方法对比验证表明:该算法计算得到有效性评价系数平均值为0.039 3,比其他方法具有更强的抗噪性和适用性.     

虚拟人群仿真的路径规划新算法

提出了一种用于虚拟人群仿真的路径规划新算法.该算法由全局路径规划模块和局部避碰模块组成.全局路径规划模块利用具有最短距离约束的Delaunay三角形方法分割虚拟环境,并由具有距离信息的单元入口图进行表示;局部避碰模块利用相互速度障碍物方法,并加入了停止规则.实验结果表明:通过对具有距离信息的单元入口图的遍历可获得并存储...     

弹性平面问题的复变函数边界配点法

本文基于弹性平面问题的复变函数理论.以集中荷载作用在无限平面内任意点(虚拟点)的复变函数解析解作为影响函数,在边界上配点计算出若干个虚拟点上的影响函数值,域内的应力场和位移场可由这些影响函数叠加求得。     

几何变形模型在图像分割中的应用

图像分割在整个虚拟手术系统中占有至关重要的地位.几何变形模型作为一种新型的图像分割算法,对解决传统图像分割技术中存在的问题非常有用.Mumford-Shah模型是近年来出现的一种优秀的图像分割模型,该模型对模糊边界,以及不连续边界的图像都有很好的分割效果.本文把Mumford-Shah模型和窄带法相结合,避免了大量的计算,而且可以取得与原始Munford-Shah模型相近的效果.     

改进粒子群算法的传感器网络覆盖分布优化

为解决基于粒子群算法的传感器网络覆盖分布中存在的收敛速度慢和指定目标点不能保证覆盖等问题,采用了一种基于虚拟势场法的改进粒子群算法.在传感器节点之间建立虚拟势场,推导出相互作用的连续虚拟力,减少了引力和斥力边界的振荡,加快了算法的收敛速度.增加指定目标点的势场,以提高目标点对粒子的吸附力,保证了目标点始终处于传感器的感知范围之内.研究结果表明:改进粒子群算法具有更快的收敛速度,提升了在保证指定目标点完全被覆盖的条件下区域覆盖率.研究结论有助于布置关键区域的传感器网络.     

一种不可压缩二维流动的显式逐次超松弛并行算法

提出一种有限体积显式逐次超松弛并行(FV-pSOR)算法,以提高逐次超松弛(SOR)算法求解不可压缩二维流动控制方程组离散所形成的代数方程组的效率.基于区域分解的思想,将计算域分割成4个子域,构造了离散的一般性代数方程组的显式迭代公式并规划了迭代路径;然后,通过数值求解典型二维方腔流,验证了FV-pSOR算法的有效性.结果表明:与SOR算法相比,所提FV-pSOR算法在计算精度相当的前提下的计算效率提高了数倍.     

结合区域特性的交互式图像分割

针对现有的交互式分割算法对用户标记的数量与位置敏感的问题,提出了一种与图像区域特性结合的分割算法.首先将均值漂移分割的小块区域作为虚拟像素,参与有权图构建,从而为信息向远方同质区域的像素传播提供路径;然后设计一个基于像素归属于各类用户标记的概率代价函数,并采用微粒群算法进行全局寻优,最后将获得的归属概率作为判据实现分割.实验结果表明,即使采用少量用户标记也可以获得满意的分割结果,说明该算法对标记的数量与位置具有很高的鲁棒性.     

基于RCPSO和灰度级-梯级二维Tsallis熵的图像分割

首先提出了基于灰度级-梯度二维Tsallis熵法,以提高分割结果的准确性,然后利用混沌粒子群优化算法寻找分割阈值,最后提出递推方法以减少迭代过程中适应度函数的大量重复计算.实验结果表明,基于递推混沌粒子群优化算法(RCPSO)和灰度级-梯级二维Tsallis熵法及不仅尽可能地考虑了所有目标点和背景点,使分割后的图像区域内部均匀、边界形状准确、特征细节清晰,而且粒子群处理的计算效率和收敛精度进一步提高.     

基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法

在计算机辅助诊断系统中,为了缩小系统的分析范围、提高计算效率,需要将肺区域分割出来.但是通过已有方法获得的肺区域边界不准确,为此提出了一种基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法.首先,根据肋骨和各组织的位置关系以及CT图像的上下层相似的性质,实现了对初始肺区域的自动提取.其次,利用网格线将肺区域分成小子块,并计算各子区域块的分形维数.根据肺区域边界的全局性质和局部性质,构造了最优的分形维数阈值,并根据该阈值识别需要修复的肺边界.最后,利用Jarvis步进法对肺边界进行了修复,从而在CT图像中获得了最终的肺区域.通过数值实验证明了提出的算法比传统方法更优秀,具有较高的分割准确率和较高的鲁棒性.     

一种基于图的彩色图像分割算法

为了解决图像分割中容易出现的过分割问题,提出了一种基于图的彩色图像分割算法.该算法在区域合并的基础上,首先用Mean shift方法进行预处理,得到初始过分割区域后对其构造邻接图,然后计算邻接区域的颜色、纹理及边缘特征相似性以判断区域是否需要合并直到所有满足条件的区域都被合并.为了保持图像的全局属性,文中通过查找最优合并成本的方式进行区域合并.实验结果表明:即使在图像目标和背景区域颜色比较相似时,文中算法也能较好地实现对目标区域的完整分割;与其他4种算法相比,文中算法具有更好的分割性能.