基于薄板样条径向基函数的复合材料层合板自由振动分析

基于复合材料层合板的三角剪切变形理论,推导了对称复合材料层合板的控制微分方程。利用基于薄板样条径向基函数的无网格配置方法离散的控制微分方程,预测了对称复合材料层合板的自由振动行为。计算了不同材料参数和层合板几何参数的固有频率,并与文献结果进行了比较。还研究了节点排布、模量比和边厚比对固有频率的影响。结果表明,本文结果与文献结果具有较好的一致性,节点数量越大,无量纲频率对网格分布越不敏感,固有频率随着边厚比和模量比的增加而增加。通过数值实验,证明了用薄板样条径向基函数离散的三角剪切变形理论对对称复合材料层合板的自由振动分析具有较高的数值精度和良好的收敛性。

基于改进薄板样条运动模型的人脸动画算法

面部动画在电影、游戏、虚拟现实等领域起着关键作用,对于实现逼真、生动的人脸动画和情感传达至关重要。当面临面部形状、姿态、表情等多个变化因素时,虽然通过薄板样条非线性变换可以获得较好的运动估计结果,但在处理面部复杂纹理和嘴部运动时存在运动估计不精细的问题,需要更强大的图像修复能力。因此,提出一种基于改进薄板样条运动模型(TPSMM)的人脸动画算法。首先,在TPSMM的基础上引入一种Farneback光流金字塔算法,通过与薄板样条变换和背景仿射变换相结合,使得人脸局部运动估计更精准;其次,为了更真实地恢复缺失区域的细节纹理信息,提出一种多尺度细节感知网络,该网络在编码器中通过嵌入通道注意力(ECA)模块减少源图像因多层下采样而导致的人脸细节信息丢失,在解码器中利用坐标注意力(CA)模块来有效捕获运动估计特征图中不同位置的重要特征,提高人脸图像的生成质量。实验结果表明,相比一阶段运动模型(FOMM)、关节动画的运动表示法(MRAA)、TPSMM等,该算法在MUG、UvA-Nemo和Oulu-CASIA数据集上的L1、平均关键点距离(AKD)、平均欧氏距离(AED)数值均达到最优,平均分别为0.0129、0.923、0.00099。

用分层互信息和薄板样条实现医学图像弹性自动配准

提出了一种基于分层互信息和薄板样条自动确定标记对应点的选取方法,将图像按照由粗到精的原则,将每个图像分成若干个对应子块进行配准后,在每个子块图像中按照一定规则选取两个对应点,实现图像弹性自动配准·实验结果表明,该方法是一种理想的非刚性图像自动配准方法·

基于薄板样条和形状内容的医学图像非刚性配准方法研究

目的针对医学图像非刚性点配准的现状,给出一种基于点特征的非刚性配准方法。方法利用一种新的相似度测量方法——形状内容来解决两幅图像中点的对应关系,并利用点对应关系来估计非刚性映射函数。结果利用薄板样条实现了医学图像的快速准确非刚性配准。结论实验结果表明,上述方法获得了很好的配准效果。

基于互信息量和薄板样条的X射线造影图像弹性配准

本文提出了一种基于互信息量和薄板样条的冠状动脉造影图像弹性配准新方法.该方法不仅解决了传统模板匹配方法中子块图像分解的不确定性问题,而且还克服了常规优化方法易受初值影响而陷入局部最优的问题,有效的保证了解的收敛.试验结果证明本算法能够获得亚像素的配准精度.

薄板弯曲和振动分析的区间B样条小波有限法

基于二维张量积区间B样条小波及小波有限元理论,研究了用于薄板静动力学分析的区间B样条小波有限元法。在小波有限元用于薄板分析的列式过程中,采用区间B样条小波尺度函数对横向位移场逼近,从矩形和斜形薄板静动力学势能泛函出发,由变分原理得到小波有限元求解方程。该方法具有B样条函数数值逼近精度高和多种用于结构分析的小波基函数的特点。数值算例表明:区间B样条小波有限元法能以很少的计算自由度获得与其它方法同样的计算精度。

正则化薄板样条函数拟合地层界面

地层界面几何形态形成的力学机理与数学上广泛应用的薄板样条形成的力学机理十分相似,都遵循板状体受力弯曲变形的力学机理。通过分析讨论曲面拟合的常用方法,以及这些方法对于稀疏不均匀离散地层界面的采样数据应用中的不足,提出用薄板样条曲面拟合构建地层界面的方法。介绍了薄板样条函数的基本原理,并引入正则化方法来解决因原始采样点分布不均匀而导致曲面拟合中发生"过冲"现象(在数据贫乏区域,产生陡坡的现象)以及原始采样点存在噪声的问题。最后以某页岩气勘探区水平钻井数据为例,用具有最优几何形态的等边三角形网格加密数据点的方式构建地层界面,采用正则化的薄板样条函数确定这些加密点,通过调节正则化参数的值,使拟合的地质界面在可视化效果和精度上都能满足要求。

薄板样条函数在空间数据插值中的应用

薄板样条函数是空间数据插值中一种重要的方法,介绍了该方法的基本原理,并以珠江河道地形数据为例,借助地理信息系统的二次开发功能,将薄板样条函数应用于空间插值,通过与测试样本点以及克里金插值在最大值、标准误等方面的比较分析,证明薄板样条函数是一种有效的空间数据插值方法。

样条无单元法在弹性薄板振动问题中的应用

本文以结构动力微分方程和三次B样条函数为基础,按一致质量矩阵,推导出样条无单元法分析弹性薄板动力问题的具体计算格式,并编制了相应的计算程序.该方法适用于不同边界条件的弹性薄板的动力特性分析,计算结果表明,本文方法求解薄板动力的特征值问题具有较高精度、易于实施等优点,用较少的结点离散就能获得较好的结果.

薄板样条函数及复杂曲面的数学表示

介绍了自然样条函数的计算方法,并在此基础上将一维样条函数推广到多维。讨论了用薄板样条函数表示光滑三维曲面问题,提出了相应的曲面数字模型的计算方法。

薄板样条与大区域高程异常插值

精确确定高程异常是将大地高转换成正常高的基础,也是制约GPS应用于高程测量的关键。目前诸多高程异常的内插或拟合方法都有其局限性与适用条件,尤其对于大区域范围内的高程异常插值没有一个好的办法。本文利用薄板样条在二维曲面插值中的优越性,提出了大区域高程异常插值的薄板样条法,简要介绍了薄板样条理论,给出了薄板样条的实用计算方法,并用模拟算例与样条法进行对比,表明了该方法的可行性与优越性。

薄板弯曲分析中的有限样条元法

利用样条函数在同一区域上的变异，建立半解析样条元位移场函数。利用元外结线有效减少了总的未知变量，并且使样条元之间的连接保持充分的光滑性。同时利用特定的样条坐标矩阵避免了样条函数在支承处的线性组合。

利用薄板样条函数实现非刚性图像匹配算法

提出了一种利用薄板样条函数实现非刚性图像匹配的新方法 .该方法是将图像表示成由特征点构成的特征点集 ,利用薄板样条 (TPS)能够将形变清楚地分解为仿射分量和非仿射分量的独特性质 ,应用TPS函数来表征特征点集之间的非刚性映射 ,并将TPS映射参数的求解嵌入到确定性退火技术的框架中 .首先提出基于TPS弯曲能的非刚性匹配的能量函数 ,然后采用确定性退火技术 ,迭代求解点集之间的匹配矩阵和映射参数 .与其它的非刚性匹配算法相比 ,该算法不仅保证了图像特征点之间的一一对应的双向约束 ,同时避免了陷入局部极小 ,而且具有较强的鲁棒性 .实验结果证实了所提算法的有效性和鲁棒性 .

薄板结构弹塑性大挠度样条有限条分析

根据固体力学大变形增量理论 ,拓展了结构分析有限条法 ,建立基于Updated Lagrangian法的弹塑性大挠度样条有限条法 ,编制了相应的C语言程序包FSMAP(FiniteStripMethodAnalysisPro gram) ,用于薄板结构大挠度问题的分析。数值算例表明 ,本文计算结果与有关文献解吻合较好 ,该方法计算稳定 ,处理边界条件灵活。

用平滑薄板样条实现医学图象的弹性配准

医学图象弹性配准是医学图象处理的一个重要研究方向 .目前采用的方法多是手动选择对应标记点 ,然后用薄板样条插值方法计算配准变换 .为了降低对应点的选取误差对配准准确性的影响 ,并克服手动选点操作繁杂、耗时大的问题 ,给出了一种准确、快速、鲁棒性好的配准方法 .即对薄板样条插值方法进行平滑处理 ,并在此基础上采用一种半自动标记点选择方法 .运用此方法进行医学图象的弹性配准 ,得到了理想的结果 .实验表明 ,该方法能有效减弱了对应点位置误差对配准结果产生的影响 。

基于薄板样条的MRI图像与脑图谱的配准方法

为了将CT、MRI、PET或SPECT等断层扫描图像用于疾病的辅助诊断、放射治疗、手术计划和引导 ,就必须知道图像中感兴趣区 (ROI)是什么解剖组织 ,即解决医学图像的解剖标识问题。医生通常是从解剖书籍、图谱及自身经验来对ROI做出判断。这些书籍和图谱往往给出的是文字描述和有限数目的 ,固定位置和方向的断层图片 ,很难与患者的实际图像联系起来。对于缺乏临床经验的医生来说尤为困难。数字化 3D人脑解剖图谱使医生对人脑深部组织全方位可视化。因此可以将其通过一定的空间变换 ,与MR体积数据集中的ROI进行比较 ,从而得到ROI的解剖标识。但是 ,没有两个人的大脑是完全一样的。人脑的解剖个体差异较大 ,这就要求利用非线性变形的方法做解剖标识。本研究介绍通过薄板样条变换用Talirach脑图谱对MR图像做解剖标识的方法。

基于新样条基函数的弹塑性厚/薄板子域分析

为了建立通用弹塑性的厚/薄板样条子域,通过位移参数法,从位移场入手,以位移作为独立变量,并且运用样条有限点法进行理论推导构造了一组新的样条基函数。结果显示:该样条子域分析厚薄板时不存在剪切闭锁现象,该新子域具有计算精度高、收敛性好、厚薄通用、编程简便等特点。所以基于新样条基函数构造的样条子域是一种有效、可靠的厚/薄板样条子域,可以满足工程中板分析的精度要求。

厚/薄板振动分析的样条无单元法

建立了厚/薄板振动分析的样条无单元法计算格式,对整个求解区域仅需少量的结点离散,无需单元分划,把挠度和剪应变作为全局的场变量,采用双向三次B样条基函数乘积的线性组合构造场函数,可以充分发挥无单元法及三次B样条基函数的优点。计算结果表明该方法适用于不同厚度,不同边界的板的动力特性分析,无剪切闭锁现象,且精度高,收敛快,未知量少,程序简便。

基于薄板样条函数的HY-1B卫星L1B数据几何校正方法研究

将HY-1BL1B产品中已有的经纬度数据抽样作为控制点,根据控制点的图像坐标和经纬度坐标间的对应关系,基于薄板样条函数的坐标变换关系对HY-1BL1B数据进行了几何校正,并与陆地矢量边界进行了比较,结果表明该方法能较好地完成HY-1B卫星L1B数据的几何校正。

轴对称荷载作用下环形薄板大挠度样条函数解法

环形薄板的大挠度计算因为边界条件复杂,仅有少数特殊情形的数值解答.这些解均是利用摄动法以某点挠度为摄动参数得到的结果.当这点挠度较大或为零,将出现难以解决的困难.作者以三次B样条函数为试函数,用配点法计算环形薄板的大挠度.荷载可为均布荷载、边缘均布线荷载、边缘均布力矩及它们的组合.在所有的算例中均取得了收敛的数值结果.在均布荷载、边缘均布线荷载、边缘均布力矩作用下的计算结果同摄动法的计算结果作了比较,结果表明,样条函数的方法收敛范围大、精度高和计算时间少.