高效前缀约简的三维Hilbert空间填充曲线编解码算法

3维Hilbert空间填充曲线(3D HSFC)的编码和解码效率对空间查询处理、图像处理等领域的应用举足轻重。现有的3维编解码算法独立编解码每一个点,忽略了Hilbert曲线的局部保持特性。为了提高编解码效率,该文设计了高效的3D状态视图,并提出一种新的前缀约简的3D HSFC编码算法(PR-3HE)和前缀约简3D HSFC解码算法(PR-3HD),这两个算法通过公共前缀的定义和识别、公共前缀约简及多种优化技术来最小化需要编码的阶数,从而提高3D HSFC的编解码效率。理论上证明:当编码或解码一个k阶的窗体(窗体内总共含有2k×2k×2k个点)时,PR-3HE平均每个点的编码阶数不超过2,PR-3HD平均解码阶数不超过8/7。相对于传统的基于迭代的方法,编解码时间复杂度从O(k)降低到了O(1)。实验结果表明,该文算法在模拟数据集和真实数据集上的表现显著优于现有算法。

基于Hilbert填充曲线的自适应隐写

自适应隐写用于将适量的消息比特嵌入到载体以取得感知质量和容量的最佳折衷.本文提出一种基于量化嵌入机制的自适应隐写方法,并基于该方法将秘密消息比特嵌入到由Hilbert填充曲线顺序构造的三像素组的两像素差中.由于充分利用图像本身的感知特性构造了量化嵌入使用的分割码本,所提算法在感知质量和容量上具有较好的综合性能.

锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的彩图灰度化实时加密算法

针对当前彩色图像加密算法都是对RGB分量中所有像素加密,无法避免对次要像素的加密,使其加密效率较低,且加密后仍为彩色密文,增大了传输负载等不足。对此,本文提出了锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的单通道彩图RGB分量灰度化实时同步加密算法。设计锯齿空间填充曲线,提高图像像素置乱率;嵌入压缩感知,对彩图RGB三分量进行同步压缩,得到三个测量矩阵,并构造灰度化函数,将图像演变为灰度图像;基于感兴趣区域原理,设计感兴趣像素提取方案,获取灰度图像的感兴趣像素矩阵,使其只扩散感兴趣像素,大幅度降低了像素扩散数量;设计加密函数,扩散感兴趣像素矩阵,再将加密像素映射到置乱图像相应位置,获取灰度密文。仿真结果显示:本文算法高度安全,能够得到灰度密文;与其他彩色加密算法相比,该算法具有更高的加密效率,可满足实时加密要求。

基于空间填充曲线和动态规划解的定位路线问题

定位路线问题(LRP)是物流系统中一个重要问题,因其NP-hard属性,当节点数较多时精确解不宜得到。提出了单设施定位路线问题(SDLRP)的数学模型,并通过Lingo程序给予了检验。基于求解该模型的复杂性,进而提出了一种启发式解法,即利用空间填充曲线(SFC)构造初始解,同时实现设施定位,以保证初始解的质量;之后运用动态规划的方法确定最优车辆配置,并通过2 opt对路线进行改进。最后,通过实例验证了该方法的快速有效性。

基于填充曲线刀具路径的数控铣削过程物理仿真

研究了采用一类填充曲线刀具路径进行数控铣削加工时 ,铣削过程的动态特性。推导了带有一般意义的瞬时名义铣削厚度算式 ,并通过数字物理仿真 ,探讨了填充曲线刀具路径对铣削过程颤振的抑制作用。结果表明 ,提出的截法线法能有效地解决数控铣削过程瞬时名义铣削厚度的计算问题 ,同时对不同刀具路径的铣削过程动态特性仿真结果表明 ,Hilbert填充曲线刀具路径能有效地抑制铣削过程再生颤振的发生与发展 。

基于GM模型和Hilbert空间填充曲线的图象压缩方法

本文提出了一种新的基于灰色模型 GM(1,1)和 Hilbert空间填充曲线的灰度图象压缩方法 .我们利用 Hilbert空间填充曲线来选取模型化序列中的象素数据 ,并据此使用 GM(1,1)模型化图象象素 .由于 Hilbert曲线是一种能够最好地保持空间点的局部邻接性的扫描曲线 ,因此基于 Hilbert曲线的这种数据选取方法能改进图象的压缩比并且显著地降低编码误差 .实验结果表明 ,本文给出的方法能获得误差小于 4%且压缩比小于 10 %.

基于空间填充曲线网格划分的最近邻查询算法

在建树过程中,R树存在最小边界矩形之间重叠的现象。当数据量较大时,重叠现象尤为严重,基于R树最近邻查询算法的性能急剧恶化。针对该问题,利用空间填充曲线的降低维度特性和数据聚类特性,提出一种基于网格划分最近邻查询算法。该算法将整个数据空间划分成大小相等、互不重叠的网格,对网格中的点进行线性排序之后,只需要访问查询点所在网格中的点及其周边邻近网格中的点,就能够获得最近邻。在Hilbert曲线、Z曲线和Gray曲线上实现3种最近邻查询算法,在映射算法和数据聚类特性上实验比较3种曲线之间的性能差异。实验结果表明,算法的查询性能明显优于顺序扫描算法和基于R树的最近邻查询算法。

基于空间填充曲线的动态负载均衡算法

针对Web集群系统中服务器的数量不断增加、负载指标动态变化的特点,为实现均衡的分配请求,提出一种使用空间填充曲线来实现动态负载均衡的算法。利用空间填充曲线可高效得将高维数据映射到一维索引的特点,使均衡器根据实时收集的各项负载指标快速定位到最优编码的服务器。实验结果表明,该算法能有效地缩短请求响应时间,提升了集群系统的整体性能,在大规模集群系统中均衡效果更好。

Hilbert填充曲线用于刀具路径生成的算法及改进研究

对Hilbert填充曲线的生成方法进行了研究,建立了平面Hilbert填充曲线与Bezier参数平面之间的映射关系,得到了平面Hilbert填充曲线到空间曲面的映射规则和相应算法。针对该方法用于刀具路径生成时存在转向过于频繁等缺点,为了减小加工过程中对刀具和工件的冲击,提出了用倒角或圆弧进行过渡来代替原来的直角过渡的方法生成加工刀具路径。针对改进后的生成刀具路径的方法编制了仿真程序,对改进前后的刀具路径的长度和生成时间进行对比分析。通过一具体曲面加工路径生成仿真,验证了该方法的有效性。

基于Hilbert填充曲线的自由曲面刀具路径规划研究

利用平面Hilbert填充曲线生成方法简单、易于控制填充疏密的优点,将其用于了自由曲面数控加工刀具路径的生成。对平面Hilbert填充曲线的生成原理进行了研究,用矩阵运算的方法生成该曲线。结合自由曲面的形成过程,提出将平面Hilbert曲线通过与曲面参数域相对应的方法映射到曲面上,进而生成加工刀具路径的思想。最后用一个具体应用实例验证了生成平面Hilbert曲线方法的正确性,和用此曲线作为数控加工刀具路径的可行性。通过与经典刀具路径生成方法比较可见该方法具有算法简单,加工余量均匀,加工效率与表面质量高的优点。

基于参数线法的填充曲线刀具路径生成方法研究

参数线法刀具路径生成是曲面加工常用的方法,为了缩短走刀路径,将空间填充曲线生成思想融入路径生成过程中,提出基于参数线法的填充曲线刀具路径生成方法。在参数线网格上以最短哈密顿路径算法为指导来生成填充曲线,达到优化参数线刀具路径的目的。通过实例验证了方法的可行性。

瓦片四叉树和填充曲线实现海量地形数据管理

针对大规模地形数据庞大数据管理效率低的问题,提出一种瓦片四叉树和Z型、Hilbert填充曲线相结合的海量地形数据管理方法。基于粗粒度的瓦片四叉树能够实现地形实时快速绘制并很好保证数据的连续性;依据Z型和Hilbert填充曲线和数据块编码设计的无指针数据索引实现数据块的快速准确定位。此外,数据预测策略能够实现可见数据的实时调度。经实验验证该方法能够实现海量地形数据真实实时绘制。

基于网格曲面上空间填充曲线刀具路径生成算法研究

在细分网格曲面上,用最短哈密顿回路法通过连接网格节点去寻找最优路径,以形成填充曲线刀具路径。将空间曲面细分成有限四边形网格后,结合无向网上最短哈密顿回路求解算法,通过构建代价树的方法求解最短路径。应用了邻接矩阵的形式描述图形,及基于矩阵法数据存储的度数消减算法判断和处理图形,构建了空间网格曲面上最短哈密顿回路生成算法。通过一个曲面填充实例验证了构建算法的正确性,及用此方法生成曲面加工刀具路径的可行性。

基于Hilbert空间填充曲线的P2P多维潜在语义查询

为在有组织对等(P2P)系统上提供有效的多关键词查询和搜索机制,提出了多维潜在语义查询(MLSQ)方法.该方法利用Hilbert空间填充曲线(HSFC)和潜在语义索引,将高维语义空间中相似的数据对象映射到一维数值空间中的邻近区域中,并以每个数据对象在一维数值空间中的序号作为键,将数据对象的索引分布到有组织P2P网络邻近的结点上.通过将HSFC中数据点的查找过程嵌入到有组织P2P网络的结点上,再利用网络的数据查找机制,MLSQ可方便地搜索到符合查询要求的数据对象.实验结果表明,MLSQ在搜索过程中需要访问的网络结点数比较少,并具有较高的查准率和较低的通信量的特点.

基于适应性空间填充曲线生成刀具路径的技术研究

空间填充曲线还没有被广泛应用于五轴数控系统中,因为在描述标准空间填充曲线样式时,由于尖角转向会产生很大的误差。为了消除较大运动误差和尖角转向的过度切削,将适应性空间填充曲线生成思想融入路径生成过程中,提出基于适应性的空间填充曲线刀具路径生成方法,在矩形网格上以最短Hamiltonian轨迹算法为指导来生成填充曲线,达到优化适应性填充曲线刀具路径的目的,通过实例验证了方法的可行性。

基于空间填充曲线和or-opt搜索求解旅行商问题

为探索求解大规模TSP(旅行商问题)有效实用方法,提出基于SFC(空间填充曲线)和or-opt混合算法来求解TSP,其中SFC方法能快速且有效地获得初始解,or-opt搜索算法可有效改进初始解。通过中国旅行商问题(CTSP)数据测试,无论是速度还是精度都能满足一定要求,证明这种混合算法能快速有效地解决TSP,并为解决大规模此类问题提供了一种新的思路。

二维空间填充曲线的生成方法

通过利用IFS相关理论和空间填充曲线的性质生成Hilbert曲线,找到生成递归空间填充曲线(RSFC)的一般方法,并将生成元图形从2×2网格扩充到3×3网格,在此理论之上生成了几种常见的空间填充曲线.

基于划分策略和填充曲线的抖动模式研究

抖动处理是计算机图形学和图像处理中的一项关键技术 ,抖动算法的好坏直接关系到图像打印质量的优劣 .针对利用评价函数生成较大抖动模式比较困难的问题 ,提出了划分初始模式的方法 ,并渐进生成较大抖动模式 ;针对模式抖动中出现的边界赝象 ,引入填充曲线机制加以消除 .实验表明 。

基于查表的空间填充曲线映射算法

空间填充曲线是进行数据降维处理的典型方法。首先给出对角线空间填充曲线的映射规则,该规则使得在高维情况下存在唯一曲线,并且每一维度上的格点数目不受限制。然后提出等势面的概念,推导出不同等势面上格点数量的递推关系。在此基础上,给出基于查表的对角线空间填充曲线映射算法,该算法执行快、可扩展性好,其时间复杂度随维度的增加呈线性增长。

基于空间填充曲线走向的线条图像生成方法研究

以线条为微观图案而线条宽度与图像灰度值相关的图像,通常采用的线条走向较为单一。为使线条走向富有变化,采用Hilbert空间填充曲线控制线条的走向,并根据图像在微观位置上的像素灰度值设置线条的宽度,用PostScript语言编程生成线条图像。生成的线条图像在宏观上符合原图像的灰度变化,而微观上具有某种程度的"置乱"的线条图案效果。