一种改进的MC算法

MC方法是医学图像三维重建常用方法.传统MC方法在计算中需遍历整个体数据场,而等值面只与部分立方体相交导致计算效率不高,对此已有相应的改进方法.但已改进的方法在计算过程中仍产生冗余多边形,使计算效率下降.笔者针对此问题提出了一种减少冗余多边形的进一步改进的MC方法,并根据该算法对CT数据进行三维重建.实验结果表明本算法与原改进MC算法效率相比有一定提高.     

基于动态包围盒树的碰撞检测算法研究

改进了以AABB包围盒为基础的碰撞检测算法.在多物体筛选阶段,利用AABB的构造特性和物体的运动特性,结合一维投影和二维投影来快速排除不可能相交的物体对,为了加快相交测试的速度,在投影测试之前划分坐标轴;在对可能相交的物体对进行进一步检测时,分割物体包围盒寻找可能碰撞的图元,在分割过程中建立动态包围盒树,减少了算法存储空间,有利于物体的更新操作.实现表明,改进后的算法效率有所提高.     

一种基于双平面镜的相机标定算法

为了从物体的二维图像得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立已知物点、像点对应的关系模型.提出一种基于双平面镜的相机标定算法,用两个普通平面镜取得物体5个不同角度的二维图像,通过基于颜色信息和基于区域背景差的方法获取目标轮廓,用多边形动态规划算法获取轮廓的特征点以确定各个物体轮廓的对应点,最后根据特征点得到相机内部参数.多边形动态规划算法将时间复杂度从O(n3)降低到O(n2),算法的效率得到提高.     

以节点操作确定两任意实心多边形交集的方法

两多边形求交问题在计算几何学、计算机图形学、地理信息系统、地质灾害预测评估及土木工程领域都有涉及.根据多边形节点所处的几何位置为其设置节点状态,基于多边形节点状态提出了以节点操作为核心的求解两多边形交集的方法和算法.该方法概念简单,易于计算机程序实现,避开了多边形求交运算中较难处理的布尔运算的奇异问题,能很好的解决重叠边、边与边相交于多边形顶点等多边形求交的难点问题.对于实心任意多边形的任意相交方式,该方法是准确和通用的.     

虚拟设计中碰撞检测技术的研究

针对目前虚拟设计中碰撞检测系统复杂、速率和精度达不到理想要求的现状,提出一种两阶段碰撞检测算法。该方法粗测阶段采用AABB包围盒进行相交测试,剔除完全不相交的目标物体;精测阶段采用空间投影技术结合z缓存算法对上一步结果的潜在性相交目标进一步测试,获得物体碰撞数据信息,最终完成目标物体的碰撞检测。实验结果表明,该算法检测效率优于传统包围体碰撞检测算法。该技术改进后可实现更精确的碰撞检测。     

任意多边形无叠接靠拢算法的研究与实现

CAD 中常遇到这样一个问题:已知一多边形的位置,如何按指定方向放置另一多边形,使这二多边形以最紧密的方式排放,但不发生叠接现象?以往的方法繁琐,计算时间长。本文介绍一种新型的快速靠拢算法。该算法基于投影法上,再适当使用旋转处理和隐藏区域处理,使判断仅基于有限的多边形顶点,简化了处理过程。本算法可适用于任意多边形,可广泛用于计算机辅助机械落料,集成电路 CAD 中的布局,飞机、汽车制造业中的裁剪,制鞋、制帽和服装中的排料等领域,也为自动排料提供了优化算式的基础。     

一种存储复杂多边形包含关系的四叉树索引

地表覆盖/土地利用矢量数据中存在大量包含成千上万个空洞(甚至嵌套空洞)的复杂多边形,现有空间数据索引没有表达复杂多边形及其空洞之间的包含关系,导致空间数据冲突检测与更新等处理存在计算量大、效率低等问题.针对此问题,提出了一种存储多边形包含关系的四叉树索引方法.该方法根据结点中的多边形与四叉树相应象限中轴线相交的方式将多边形对象分为5种类型,即仅与X正轴相交、仅与X负轴相交、仅与Y正轴相交、仅与Y负轴相交以及与XY轴都相交,并将这些多边形对象分别存储在相应层次索引结点中的5个子列表(桶)中,然后在结点多边形对象中存储多边形之间的父子包含关系.最后设计并实现了该索引及相应的查询、插入、删除等算法,并用实际地表覆盖数据验证了本文方法的有效性.实验结果表明,采用本文索引方法的复杂地表覆盖矢量数据增量更新效率数倍于现有四叉树索引方法,且随着数据量的增加效率提高更明显.     

基于对称差分算法的视频运动目标分割

提出一种视频运动目标分割的改进算法, 该算法综合帧间差分算法及背景减算法获得的信息分割运动物体, 利用对称差分算法获得中间帧运动目标的轮廓信息, 以该轮廓的外接矩形为分界, 再对其外部进行动态背景更新处理, 并对其内部进行减背景运算. 实验结果表明, 该改进算法解决了帧间差分算法在运动物体缺乏足够表面纹理时, 易产生空洞和边缘缺失的问题, 具有计算速度快、 抗噪声能力强和分割效果好等优点.     

基于可变形物体的碰撞检测算法

为了提高可变性物体在虚拟现实技术中碰撞检测的效率和准确度,提出了一种改进的基于可变形物体的碰撞检测算法。该算法利用蚁群算法优化蛇形轮廓模型,并将蛇形轮廓模型应用于固定方向凸包包围盒的更新过程中。实验结果表明,该算法极大地简化了固定方向凸包包围盒算法的重建过程,提高了碰撞检测的效率,同时由于加入优化的蚁群算法,提高了碰撞检测的准确度。     

计算机辅助排料问题中的快速移动算法

针对排料中涉及到的待排物体快速移动这一关键问题，基于“光照射原理”，提出了一种仅通过“相关线条”求交来确定移动位置的快速移动其法。该算法能解决凸、凹形状物体排料过程中的快速移动问题，从而为提高整个排料算法运算速度打下了基础。     

不规则多面体相交体积的逐级分解算法

将建筑工程量中沟道、基础扣减量计算等问题,归结为多面体相交交集体积的计算问题,提出了基于计算机图形学的计算不规则多面体相交体积的逐级分解算法.该算法以计算机图形学中的一些基本算法为基础,并改进了其中判断点是否在平面内的交点计数法,导出了计算公式.通过定义分割函数,使该算法无论是对凸多面体还是凹多面体的相交体积计算,都是适用的.以计算机软件实现了该算法,通过实例计算,验证了该算法的正确性.     

快速高效的碰撞检测算法 

为了提高碰撞检测算法的效率,提出了一种快速高效的碰撞检测方法.利用Morton码存储物体信息,给出一种改进的图层级结构,可快速分割物体空间,减少物体对相交检测;利用图形处理器(GPU)的并行处理特性进行物体包围盒层级树构建、树遍历,不仅可以快速处理碰撞检测中的事务,还可节省存储空间.实验表明,该方法能够快速构建物体层级结构,并能进行高效的碰撞检测计算.     

Snake模型在图像分割中的应用研究

Snake模型是一种重要的基于边缘的图像分割算法。本文总结了三种经典的Snake模型的优缺点,重点分析了GVF Snake模型及其改进模型GGVF Snake模型力场的特点,并在针对单个宽型深度凹陷物体、瓶型物体或多次内凹物体的分段轮廓检测算法的基础上,提出了基于GGVF Snake模型的多个凸形物体或窄型深度凹陷物体的分段轮廓检测算法。实验结果表明,该算法可以正确检测出多个凸形物体或窄型深度凹陷物体的完整轮廓。     

基于粒子滤波算法的物体轮廓提取

为了解决物体轮廓提取工作中,由于图像的复杂性和多义性无法依靠计算机来自动完成,而手工提取又存在速度慢、精度低、工作量大等缺点的问题,提出了一种基于粒子滤波算法的物体轮廓的提取算法,该方法可以整合各种先验信息到模型中去提高提取精度.实验证明该方法通过很少的人工交互就可以很好的提取复杂物体的轮廓.该方法为提取物体轮廓线提供了较好的解决对策.     

一种计算冲压零件轮廓相似度的快速算法

为了适应网络应用对轮廓相似度计算在速度和数据传输量方面的要求,文中提出了一种非离散的快速算法,该算法采用直线和圆弧来表达轮廓曲线．在对图形进行范化处理后,将待匹配轮廓按照一定步距进行旋转．然后依次以待匹配轮廓或目标轮廓作为模板,计算模板的所有顶点与其在另一个轮廓中对应点的距离平方的平均值．在所有角度中,平均值之和的最小值即为两个轮廓的匹配度．该算法同时适用于凸多边形和凹多边形,并具有较好的区分度和匹配准确性．和以往的离散方式相比,该算法减少了需要传递的数据量．提高了运算速度．     

依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法

针对复杂环境下物体包围盒选择与更新的低效性,直接导致了碰撞检测时间延长的问题,提出了一种依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法。算法首先通过计算比较包围盒紧密率将物体形状分为四类,分别采用Sphere包围盒、轴向平行包围盒、方向包围盒和椭球体包围盒,对两两包围盒进行相交测试,快速准确地剔除不相交的物体。同时,提出三角面片-刚体-模型的多层建模结构的优化方法来构造包围盒树(BVT),减少包围盒树更新时间。最后实验结果表明,相比采用单一包围盒和传统结构的混合包围盒检测算法,该算法能大幅度地缩短相交测试的时间,提高碰撞检测的效率。     

基于平面多边形Voronoi图的算法与快速成形应用

探讨了平面多边形的Voronoi图的性质,提出了一种新的求解平面多边形的Voronoi图的算法,其核心思想是单独考虑每个Voronoi图对象,分开计算其分治区,然后再构成一个具有拓扑关系的Voronoi图.这种计算方法较其他现有算法(比如二分法)大幅度提高了求解Voronoi图的成功率,在VC 平台上得到了实现,并应用于快速成形的等距线扫描工艺中.该算法求解平面切片的轮廓的Voronoi图和生成等距线速度快,可以实时生成切片轮廓的全部等距线.试验证明:算法可以减少制件特别是类似大平面制件的翘屈变形,提高制件整体质量.     

基于相交关系的GML空间线对象离群检测算法

提出了一种基于相交关系的GML空间线对象离群检测算法DOL-IR,该算法首先计算GML线对象与其他空间对象的相交关系,定义基于相交关系的相异度,将其作为空间线对象之间距离的度量准则,利用DBSCAN聚类算法检测离群的基于空间相交关系的线对象.实验结果表明,算法DOL-IR能准确地检测出离群的基于空间相交关系的线对象,并具有较高的效率.     

三角形与三角形相交测试的改进算法

在研究了三角形与三角形相交测试的原理和算法的基础上,提出了三角形的改进算法,通过计算机仿真验证了该算法的可行性,提高了检测的效率.     

改进的Hausdorff距离和遗传算法在图像匹配中的应用

研究模板和图像间的有效匹配,将部分Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ距离的计算进行改进,提出一种改进的部分Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ距离作为检测模板和图像中物体轮廓相似性的测试,可以较大地减少计算量,同时把遗传算法引入图像匹配识别,由于遗传算法的高并行性和鲁棒性,可以较快地完成全局搜索,而不会陷入局部最优,因此该算法和改进的Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ距离相结合能有效地检测出具有平移、旋转和尺度变化的物体,该方法可以应用于实际图像识别和匹配中。