基于边缘拟合阴影图的实时硬阴影生成

阴影贴图(Shadow Mapping)技术已被广泛应用于3D游戏及其它实时图形应用中.本文针对阴影贴图在渲染场景时阴影边缘出现严重锯齿这一现象,提出一种实时硬阴影的反走样技术,边缘拟合阴影图EFSMs(Edge Fitting Shadow Maps)算法.阴影贴图所引起的透视走样及投影走样,均会导致多个像素对应阴影图(Shadow Map)中的一个纹素,即出现多对一映射;使用EFSMs算法,在进行阴影映射时,得到较为精确的对应纹素,从而避免多对一阴影映射时产生的边缘锯齿.实验结果显示,此方法极大消除了边缘的锯齿现象,其效率相比其它基于阴影贴图的阴影技术得到较大提升.     

基于阴影图的植物阴影算法改进及其绘制

采用帧缓冲区对象(frame buffer object,FBO)技术来改进传统阴影图(shadow Map,SM)算法,即利用FBO技术将场景深度信息直接渲染到纹理中来提高算法的执行效率.依据纹理法线与光源方向的点积来模拟树干及器官几何mesh模型的自阴影,并通过提高分辨率改善投射阴影边缘的锯齿问题.在改进后的SM算法基础上结合方差阴影图(variance shadow map,VSM)算法实现植物软阴影.以植物参数化三维模型为例,采用VS2008、OpenGL图形标准和可编程图形硬件技术,在ParaTree参数化单株木建模工具软件中集成改进后的阴影图算法,实现了植物自阴影边缘的平滑过渡和光源在不同高度角条件下不同阴影亮度的硬阴影和软阴影效果.     

点阵汉字笔划的光滑问题

点阵汉字转换为矢量汉字在绘图仪输出时,有一些笔划会产生锯齿现象。本文提出一种舍点光滑法,用于消除锯齿现象,使笔划达到圆滑。该方法具有算法简单、易于实现、光滑效果好等优点。     

基于点造型的简单阴影生成方法

研究基于点表示的物体的真实感图形阴影生成方法, 提出了Z缓冲器的改进算法. 在此算法中取光源方向为视线方向, 对景物点进行坐标变换, 按Z值大小得到距离光源最近的点, 这些点即为产生阴影的点. 该算法避免了大量的求交运算. 试验结果表明, 该基于点的造型表示方法和阴影生成算法可以较准确、 真实地反映实际场景中的阴影现象.     

一种消除锯齿的图像放大算法

为了最大程度消除图像放大后出现的锯齿现象,提出了一种新的二次导数连续的多结点立方卷积插值函数,通过增加结点使得插值曲线更加的平滑;同时对插值函数引入逆梯度约束条件,然后根据图像放大的倍数定义一个适当的模板对图像进行卷积操作,自适应的消除图像放大后出现的锯齿现象。实验结果表明,该算法在对图像执行高倍放大时,几乎看不到锯齿,同时图像的清晰度也保持的较好。     

运动车辆阴影的快速检测算法

针对室外交通监控系统遇到的环境光性质变化等问题,提出一种运动车辆阴影快速检测算法.算法首先根据局部阴影模型,利用亮度比判据进行阴影初检测,然后根据动态边缘投影估计得到的车体位置剔除伪阴影,最后根据亮度比统计直方图对亮度比判据阈值进行自适应更新.为验证算法的有效性,分别在不同监控场景、不同日照情况下,对车辆阴影检测进行了实验.实验结果表明:该算法检测速度快,精度高,不受光源性质变化造成的颜色漂移现象的影响,能准确剔除阴影,适合室外环境下的车辆动态检测.     

结合边缘纹理和抽样推断的自适应阴影检测算法

为改进阴影检测的准确度和场景自适应能力,提高运动目标检测精度,设计了一种自适应的阴影检测算法。该算法利用候选前景与原始背景的Y、U、V分量变化比率来检测阴影像素,并结合全局边缘纹理特征及抽样推断方法来估计检测阈值。算法能自动完成阈值估计及阴影判别过程而无需人工干预,并可自动适应各种光线条件,具有较强的鲁棒性。对不同光线环境的标准视频检测实验表明,该算法在精度和实时性上均有所提升,阴影检测综合性能指标达到了94%以上。     

基于纹理和小波变换的阴影检测去除算法

在基于视频处理的室外场景运动物体检测系统中,对运动物体的阴影进行检测与去除是一个关键环节。文中提出了一种基于纹理自相关和整数小波变换相结合的运动物体阴影检测与去除算法,算法中首先使用纹理自相关对运动物体的阴影进行预提取,再对阴影预提取结果进行统计判别,对判别为阴影误检的区域再进行基于整数小波变换的阴影再检测,最后将两次检测结果相结合实现对运动物体阴影的检测与去除。实验结果表明：文中的方法不仅能够准确地检测出与背景灰度差别比较大的运动物体的阴影,而且能够较好地检测出与背景灰度相近的运动物体的阴影,较好地克服了使用单一方法进行阴影检测与去除时常见的阴影误检问题,获得了很好的阴影检测与去除效果。     

自适应实时阴影算法研究与实现(英文)

提出一种有效的自适应阴影算法。该算法首先用多个有不同深度的阴影图来替换传统的一个阴影图,然后在绘制场景到屏幕之前,将场景绘制到一个屏幕缓冲纹理中,对其进行PCF和模糊处理,最后生成阴影。实验表明,该算法简单实用,不仅能够在保证大规模场景绘制速率的同时,生成令人满意的逼真实时阴影,还能达到在大规模场景中实时绘制阴影的效果。     

基于多层码书模型的运动阴影检测算法

在实际监控场景中,运动阴影的存在将对目标检测的准确性产生直接影响.针对此问题,本文提出了一种采用三层码书模型以此来提高阴影检测识别率的算法.该算法首先通过传统码书模型获取前景,然后对前景部分建立备选码书模型,再从备选码书中提取出具备阴影特质的点,构建阴影码书模型,最后通过该模型去除运动阴影.实验结果表明,与传统算法相比,该算法对阴影检测识别率有较大的提高.同时,通过对不同场景的对比,结果说明该算法具备良好的鲁棒性.     

一种改进的实时软阴影算法的设计与实现

在解决实时渲染时的阴影边界走样时,常用的(Percentage Closer Filter，PCF)方法不仅效率低下,而且边界处的平滑效果也很有限。改进了PCF算法,使算法的执行效率更高,且有更好的反走样效果。首先分别以相机和光源为基准来构造裁剪坐标系,通过2次绘制来锁定产生阴影的像素区域,然后用改进的高精度滤波模板对阴影进行适应性反走样处理,使平滑操作集中在对视觉效果有重要影响的边界区域上,有选择地优化了数据,从而大幅提高了全局计算效率。实验结果证明,文中算法比常规的PCF算法在执行速度上有明显提高,效果上也得到一定程度的改善,达到了效率与效果的优化折中。     

Mallat算法频率混叠原因及其改进模型

Mallat算法由于自身设计的原因,在信号分解过程中,存在频率混叠现象.在利用小波分析进行信号提取时,这种现象是一个不容忽视的问题.通过分析Mallat算法,找出了造成Mallat算法产生频率混叠的原因,给出了一个能有效消除频率混叠的改进算法模型.     

快速定点独立向量分析在语音信号盲分离中的应用

针对包括环境噪声的混叠语音信号分离困难问题,提出一种新的频域快速定点独立向量分析模型,对混叠语音信号进行盲分离.该模型中的每个源信号以向量形式混合,模型采用二次泰勒多项式把牛顿迭代算法直接应用于复变量对照函数,通过最优化使牛顿迭代规则更加简单和清晰.对实际采集的语音信号进行仿真,实验证明算法很好地分离了卷积盲源信号,新算法具有良好的收敛性和较高的准确性.     

一种基于定尺度小波变换的频率估计算法

通过改变尺度实现频率扫描是基于小波变换的频率估计算法的惯常做法。由于小波参数的确定缺乏具体明确的方法,这种做法在实际应用中很难达到其算法的理论最佳性能。针对这一问题,首先通过详细推导组合复Morlet小波变换与待分析信号傅里叶变换的关系,提出了一种基于定尺度小波变换的频率估计算法;然后讨论了控制频谱混叠、保证估计精度及分辨能力的参数设置问题,提出了一种简单易行的设置方法。仿真分析表明,该方法进行频率估计在混叠对抗及噪声抑制方面具有比FFT算法明显更优的性能,且适用于短数据信号。     

在Vega中实现基于PCF算法的反走样阴影

为了解决基于Vega平台进行虚拟现实开发时的阴影绘制和阴影优化难题,通过剖析阴影生成技术,利用Vega的回调机制,调用OpenGL实现了Vega环境中的实时阴影绘制。由于深度纹理的分辨率不够,造成了阴影边缘的锯齿状走样,通过PCF算法来增加阴影边缘的采样率,可以得到边缘模糊的反走样阴影。在Vega中通过GLSL语言,编写顶点处理和着色片元程序。利用GPU阴影映射硬件的加速性能,实现了边缘优化的实时反走样阴影。实践证明,基于PCF算法的反走样阴影满足基于Vega平台进行虚拟现实开发的要求,能大大提升虚拟现实应用的沉浸感和真实感。     

Wigner分布算法及其在轴承故障诊断中应用

本文根据非平稳带通信号的特点,改进了Classen的Wigner分布算法,克服由离散计算引起的混叠问题.应用三维、二维Wigner分布图对轴承故障进行特征分析,并且研究结果在实例分析中显示出一些优越性.     

小波包算法在柴油机振声征兆提纯中的应用

将小波包技术引入柴油机振声征兆提纯的应用研究中，分析了小波包分解得到的Paley列存在的频率混叠现象的原因，给出了相应的小波包移频算法，该算法可以极大地抑制信号中的噪声，提高信噪比，有效地提取出信号的特征参数，对190系列柴油机的实验研究表明：该算法在柴油机等往复机械振声征兆提纯及其动态诊断中具有工程有效性和实用性。     

一种基于功率互补对的混合滤波器组的设计

提出了一种满足近似完全重构的两通道混合滤波器组(HFB)的设计方法.该方法利用由数字共轭正交滤波器组的完全重构特性推导出的功率互补对来分解输入信号带宽,保留了数字共轭正交滤波器组的功率互补特性和无损特性,克服了传统的HFB在0 频率点和低频区域混叠误差较大的缺点.利用遗传算法优化设计模拟滤波器的参数,并利用逆傅里叶变换实现了数字综合滤波器的设计,保证了近似完全重构.仿真结果表明,采用该方法设计的HFB在输入信号带宽内所有频率点上都具有小于-104 dB的混叠误差,能满足16 bit有效位数模数转换系统的需要.     

三维地形仿真中矢量数据的精确高效绘制方法研究

提出了一种基于模板阴影体算法的矢量数据绘制方法,实现了矢量数据在三维场景中的高质量实时叠加显示.并对其中的关键技术进行了详细论述,最后通过实验验证了该方法的有效性.该方法基于屏幕空间,具有像素级的绘制精度;而且不受地形几何数据的约束,其执行效率与地形数据的复杂度无关,仅取决于矢量数据本身的复杂度.