城市服务设施空间动态配置模型与量子优化方法

服务设施是人类活动载体,含教育、文体、卫生、商业、生活等,合理配置服务设施,提高服务设施配置方案质量,可改善闲置和匮乏情况,是规划学、地理学、运筹学持续关注的前沿问题。首先,随着城市功能结构日趋综合,尤其受职住通勤、交通潮汐等动态城市环境因素影响,服务设施配置方案如何适应居民动态时变需求日趋凸显。现有服务设施空间配置以静态模式下指标传导和布局方法为主,难以适应“超大城市如何进一步提高服务设施配置方案质量”需求,尤其是动态敏感性强的服务设施。城市时空间动态交互是从更精细的时空尺度对动态城市环境的建模表达,可作为空间优化的新途径。如何从时空间交互行为、空间优化理论出发,研究城市服务设施空间动态配置模型,对提升服务设施配置方案质量具有长足价值。其次,服务设施空间动态配置模型是以规划学为理论背景,以地理信息建模为方法内核,以运筹学为算法突破点的交叉研究方向,本质是基于空间因子的多时序组合优化问题,是典型高维多峰空间优化问题,是地理建模NP-Hard问题。当融入多时序变量后,求解规模呈几何倍数增加。因此,探索量子优化理论,以缓解“长度灾”“局部搜索”,推进空间动态优化发展,具有重要理论、应用价值。

基于张量子空间的三维模型特征提取及检索方法

为提高三维模型的检索效率,针对三维模型特征提取方法进行了研究,在多线性主成分分析(MPCA:Multi-Linear Principal Component Analysis)的基础上,提出了一种加权多线性主成分分析(WMPCA:Weighted Multi-Linear Principal Component Analysis)方法,并将其应用于三维模型特征提取中。该方法首先将三维模型转化为多角度的二维投影图像,然后从多方向上通过张量进行特征提取,最后将提取到的特征应用到三维模型检索中。对Princeton Shape Benchmark的实验表明,该特征提取方法比经典的形状分布方法平均检索效率提高7%,比传统的MPCA特征提取方法的平均检索效率提高3%。

基于纹理集的大规模场景模型优化算法

为了提高大规模场景模型的渲染帧率,提出了一种基于纹理集(texture atlas)技术的优化算法。通过动态空间分配算法,将模型中的纹理以最小空间代价合并为数个大纹理。在此基础上,通过"冗余存储"的方式解决重复纹理模式下的子纹理无法正常显示的问题,并且将模型中节点的纹理坐标更新。实验结果表明,该算法有效且可行,通过该算法优化后的模型的纹理状态切换次数大大减少,同时最大程度地节约了纹理空间,渲染帧率明显提高。

基于子空间联合模型的视觉跟踪

目标跟踪是计算机视觉的重要组成部分,其鲁棒性一直受到目标遮挡,光照变化,目标姿态变化等因素的制约。针对这个问题,提出了基于子空间联合模型的视觉跟踪算法。算法为了克服遮挡对目标跟踪的影响,采用局部动态稀疏表示进行遮挡检测,根据遮挡检测结果来修正增量子空间误差。此外,在稀疏子空间基础上计算目标模板和候选模板的相似性。在粒子滤波框架下,联合候选目标增量误差和相似性实现目标跟踪。通过在多个具有挑战性的视频序列上进行实验,表明该算法具有较好的鲁棒性。

边界几何参数对空间平面张拉膜结构固有频率影响研究

针对空间张拉薄膜阵面结构,用归一化动态响应函数法确定薄膜边界几何参数对固有频率影响关系。用Bessel函数作为薄膜横向振动偏微分方程的解,建立任意边界形状凸单连通薄膜及复杂边界薄膜固有频率求解模型;针对平面张拉薄膜分别求解圆形、L-形、分段圆弧边界固有频率;分析研究一定应力条件下边界几何参数对薄膜固有频率影响的内在关系。结果表明,边界形状导致薄膜面积减小、固有频率增加,反之亦然。

动态纹理背景的建模

针对室外条件下动态纹理背景,采用自回归运动平均(ARMA)模型建立背景模型,并引入快速增量主元分析(IPCA)算法对模型进行降维,并辨识其中参数,实现最大似然估计。运用增量主元分析算法,不需要估算协方差矩阵,直接可以递增地得到特征向量和奇异值,计算出样本序列的主要元素。完成参数辨识后,ARMA模型可以合成无限长度的预测图像序列。最后,仿真实验证明了算法的有效性。

基于改进动态纹理模型的人体运动分析

人体运动分析是计算机视觉领域最活跃的研究课题之一.文中提出2种描述人体运动序列的改进动态纹理模型:二值动态纹理模型和张量子空间动态纹理模型.假设二值图像服从Bernoulli分布,二值动态纹理模型使用二值主成分分析来学习训练模型的参数.张量子空间动态纹理模型将图像看作张量,引入张量子空间分析的方法分别对其行向量和列向量进行降维,将其转化为低维灰度图像,然后用动态纹理模型描述灰度图像序列.在人体行为和步态数据库上的实验结果验证2种改进动态纹理模型的有效性.

索膜结构分析理论研究综述与展望

索膜结构是一种新型的空间张拉体系 ,由于自身的结构特点 ,使得索膜结构与其它结构体系相比 ,有着自己独特的分析和设计方法 ,为此就索膜结构的理论研究和分析方法加以总结和评述 ,并对今后的研究方向做出展望 .