基于小波的曲线可控误差拟合

研究了利用小波变换对所拟合曲线进行分解和重构的方法,给出了进行曲线拟合的误差控制,采用Daubechies小波对所拟合曲线进行快速小波变换。通过分层近似对原曲线进行拟合,所产生的误差刚好为高频滤掉部分。在构造近似曲线前,通过对曲线细节的预先计算,得出可控制误差的范围,从而决定是否继续进行曲线的细化分解,达到在可控制误差下进行曲线拟合的目的。文中给出了基于小波的曲线可控误差拟合算法,并用实例进行了说明。

基于离散小波的可控误差三维分层表面仿真

利用二维离散小波变换,研究了三维空间下分层表面的分解和重构方法,通过进行高频和低频成份的滤波,得到原始表面的近似表面仿真,所产生误差即为高频滤掉部分。在对细节表面进行前处理的基础上,得出表面分层后的误差范围,这使得近似表面的仿真误差变得可控,从而决定表面的分层细化是否继续进行。采用Daubechies小波对分层表面进行快速小波变换,给出了可控误差三维分层表面仿真算法,并对仿真结果进行了分析。

基于小波变换算法实现刀位点可控误差预处理研究

针对刀位点数目巨大,分布不均所造成的轨迹不平顺问题,提出了一种可控误差刀位点小波变换平顺预处理方法。结合小波变换多分辨分析策略,利用刀位点自身特性,实现对其平顺性修饰。首先将刀位点的三维坐标分解为三组一维信号坐标,其次将信号通过小波变换分解为低频部分与高频部分,并对高频部分实行逐层阈值化处理后重构刀位点,实现误差可控的轨迹平顺,最后通过MATLAB仿真验证了算法的有效性。

基于FPGA误差可控的浮点运算加速器研究

浮点运算是高性能计算(HPC)领域的基础运算。在大数据与云计算的背景下,高性能计算平台需要处理的数据量与日俱增,而且浮点数的舍入误差在大规模、长时程的运算中会产生累积,因此,在提升浮点运算性能的同时保证计算结果的可靠性非常重要。利用现场可编程门阵列(FPGA)可编程、低功耗、灵活性强的特点,针对含复杂单项运算的浮点多项式设计一种浮点运算加速器。基于无误差变换的思想,通过计算得出舍入误差值,将其补偿到浮点数值上,从而实现误差可控。采用异步并行的方式实现运算加速,并通过构建CPU-FPGA平台最大化地利用计算资源,保证计算任务执行的高效性。数据测试结果表明:在不限制对称性下的数值相对论模拟运算中,该加速器在200 MHz的主频下可达到91.85 MFLOPs的峰值性能;与Intel i76700K CPU运行最大线程数的性能相比,该加速器实现了50.54的加速比,并在该条件下获得了平均53.6%的精确结果百分比以及更低的相对误差,表明其具备较高的可靠性。

基于DFT的可控误差矢量空间数据盲水印算法

传统的DFT(discrete Fourier transform)变换域水印算法中,水印直接嵌入变换后的系数,导致矢量空间数据误差较大。针对此类算法的缺点,本文提出了基于DFT的可控误差矢量空间数据盲水印算法。该算法通过放大处理DFT变换系数,将水印嵌入幅度系数和相位系数中,水印提取采用投票原则,无需原始数据的参与。试验表明,水印嵌入矢量空间数据引起的误差很小;水印对数据格式转换及常见的几何变换攻击具有很好的鲁棒性。

最大误差可控的高光谱图像聚类压缩算法

针对原有基于奇异值分解的最大误差可控的高光谱图像压缩(EC-SVD)算法未充分利用图像光谱矢量间冗余的问题,该文将高光谱图像压缩与聚类结合,提出最大误差可控的高光谱图像聚类压缩算法。分析发现,图像的光谱矢量间相似度越高越有利于得到好的最终压缩效果。因此,算法首先使用K-均值聚类对高光谱图像像元按光谱矢量聚类,以提高同类光谱矢量间的相似度;其次,对每一类像元分别使用EC-SVD算法思想压缩以控制最大误差。论文证明了当高光谱图像的像元个数与波段数之比较大,且聚类类数不大于8时,聚类能够提高图像最终压缩比。最后,设计整体压缩实验仿真流程,并对实际高光谱图像进行数值仿真。结果表明,在相同参数条件下,该文算法比EC-SVD算法得到的压缩比和信噪比均有提高,最大压缩比提高了10%左右。该文算法能够有效提高EC-SVD算法的图像压缩效果。

虚拟弧齿锥齿轮齿面可控性椭球抛物面误差的叠加新方法

为了研究弧齿锥齿轮测量精度稳定性及不同程序测量误差的问题,提出了一种对虚拟弧齿锥齿轮进行可控误差叠加的方法.分析虚拟弧齿锥齿轮建立时产生的误差,在虚拟工件上叠加可控的椭球抛物面误差,调用OpenGL图形库中的函数将叠加误差后的效果进行直观对比.研究结果表明:对虚拟弧齿锥齿轮进行误差可控的叠加,得到了齿面误差可控的虚拟弧齿锥齿轮.

误差可控的细分曲面图像矢量化

为了提高矢量化图像的重构质量,提出一种基于细分曲面的误差可控矢量化算法.首先提取图像特征,构建特征约束的初始网格,并利用二次误差度量方法简化初始网格,得到特征保持的基网格;然后利用带尖锐特征的Loop细分曲面拟合图像颜色,得到控制网格;最后计算重构图像的误差,对控制网格进行自适应细分,直至重构误差达到用户需求.实验结果表明,该算法能够大幅度提高初始重构结果的质量,并在一定程度上做到误差可控.

一种距离误差可控的DPTS-SP-Prac改进算法

移动对象的GPS轨迹常被应用于各种基于位置服务的应用当中,由于原始的轨迹包含的数据量较大,在使用这些数据前通常要进行轨迹压缩操作。相比于传统的基于位置保持的轨迹压缩算法,基于方向保持的DPTS-SP-Prac算法由于考虑到了轨迹的方向信息,因此该算法有着更广泛的应用范围。为了进一步提高DPTSSP-Prac算法的可用性,提出一种距离误差可控的DPTS-SP-Prac改进算法。该算法不仅能够捕捉轨迹的方向信息,还具有距离误差可控的优势,能够实现更加精确的轨迹压缩。真实轨迹数据集下的实验结果表明,改进的算法有效地降低了轨迹压缩的距离误差,提高了算法的可用性。

位模式插补与位插补速度控制算法研究

为了给下位计算机的位插补运算提供精确的插补数据,避免下位机由于计算任务繁重而影响实时性,提出了一种基于上位计算机的误差可控的位插补数据生成算法。首先,利用参数三次样条曲线拟合待加工曲线的关键型值点,获得加工曲线的刀位轨迹线;然后,根据推导出的最大允许误差与样条曲线离散段数之间的关系式,在给定的最大误差的约束下,对样条曲线进行离散化;最后,根据离散后的小线段计算生成位插补数据,传递给下位机。为了改善位插补加工效果,对位模式插补速度控制进行了研究,建立了位插补脉冲周期的数学模型。实际加工结果表明,给出的算法可行而且有效。

一种位插补数据生成算法以及位插补误差分析

位模式插补本身不产生特定的运动控制,只是根据上位机下传的位模式数据进行脉冲的发送,整个过程的运动控制以及插补算法误差都来自上位机位模式数据的生成过程.因此,本文对自由曲线位模式插补数据的生成进行了研究并提出一种误差可控的位模式数据生成算法.最后通过实例对算法进行了验证并进行了误差分析.验证结果表明,该算法可行而且有效.

无序B样条曲线的曲面拟合算法

针对目前无序曲线拟合算法不能控制拟合误差的问题,提出了利用B样条曲面拟合4条边界线及一组无序B样条曲线的算法.首先由边界曲线得到初始曲面,并将曲线曲面写成分段Bézier形式;然后借鉴曲面蒙皮的思想,得到关于待拟合曲面的方程组,并对相邻的Bézier曲面施加C1连续约束;接着利用SVD以及能量优化来求得唯一的拟合曲面;最后在曲线曲面距离最大处插入节点,重复求解过程,直到误差满足要求.实验结果表明,与已有算法相比,该算法可以得到满足用户误差要求的、光滑的拟合曲面,且具有更好的数值稳定性.

循环迭代程序的一种可信计算算法

循环迭代程序作为软件的基本组成部分,其正确运行具有重要意义.然而,有时(比如其相关错数大于0时)计算时的舍入误差(或表示误差)会导致循环迭代的计算结果不稳定.基于“中间计算精度自动动态调整”的计算技术,给出了循环迭代程序的一种可信计算算法.利用该算法,可获得循环迭代程序任意次迭代的任意位的正确有效数字.目前,通过C++语言该算法已被编程实现于ISReal中.

采用近似计算获得行列式误差可控的值

众所周知,行列式的精确计算具有重要意义.然而,由于计算误差的积累与传播,使其成为一个具有挑战性的难题.对于元素中不含变元的任意一个行列式,基于高斯消元法,文章通过精确控制每一个中间运算的精度,提出控制其计算结果误差的一个数值算法.利用该算法,不论行列式是否病态,均可获得其任意精度的值.

计算电大尺寸目标物理光学散射场的快速算法

针对电大尺寸目标高频散射场的仿真,采用物理光学(physics optics,PO)算法来求解.由于PO积分为高振荡积分,传统的数值求积方法非常耗时,文中提出了数值最速下降路径(numerical steepest descent path method,NSDP)算法来计算.首先,通过对振幅函数和相位函数二次拉格朗日函数插值,得到二次曲面片上PO积分标准形式.其次,通过变换积分路径,将高振荡PO积分转化为最速下降路径上的积分,大大减少了计算复杂度.NSDP算法进一步将PO积分转变为驻相点、谐振点和顶点的贡献,具有鲜明的物理意义.数值算例证明了NSDP算法具有精度误差可控和频率无关的特性.

连续小线段的高精度B样条曲线拟合方法

连续小线段是空间复杂曲线曲面最广泛的表达形式,但在数控加工中存在很多不足之处。目前,基于B样条曲线拟合是提高连续小线段加工非常有效的方法。然而,将连续小线段的型值点作为B样条拟合的控制点,曲线拟合精度难以控制。因此,本文在继承B样条曲线优点的基础上,提出了一种基于三次B样条曲线高精度拟合连续小线段的方法。该方法通过转角误差分析和双边弓高误差分析来筛选满足精度需求的型值点;根据路径凹凸特性将可拟合的型值点集进行分段插值拟合为B样条曲线;为了进一步提高拟合曲线的精度,采用误差分析模块来估计和控制拟合精度。实验结果表明,所提出来的算法无迭代,实时性好,拟合精度可控。

一种基于RSSI的IOT室内定位算法

针对室内环境的特点,节点的接收信号强度容易受到影响,本文提出一种接收信号强度误差可控的IOT室内定位算法。该算法基于阈值系数去除异常数据,采用区域细化方式建立指纹库。算法通过计算未知节点与信标节点的欧几里得距离判断节点之间的贴近度,通过加权求和的方式计算坐标。因节点处于同样的环境中,算法可以有效避免环境因素的影响。算法实现简单,指纹库相对较小。相比于经典的质心算法,DV-Hop算法以及模糊贴进度,在真实环境的实验中相比,本文算法的定位精度较高。

算术表达式的一种可信计算算法及其软件ISReal

算术表达式的精确计算是确保各类复杂计算正确性的基础.然而,对于大多数主流软件来说,计算过程中"不正确的舍入误差"与机器误差,导致计算结果不稳定.针对这种计算不稳定问题,本文提出中间运算的精度自适应技术,进而给出算术表达式的一种可信计算算法,并用C++实现软件ISReal.利用该算法(软件),不论计算模型是"良态的"还是"病态的",均可计算出其任意精度的值,即计算结果始终与理论结果相一致.