一种改进ROI模型的舌体红外信息研究

舌诊是中医望诊的重要手段,同时,温度与人体的健康息息相关。为了研究舌面的脏腑功能定位及舌象温度关系的反映,论文提出了一种红外技术的感兴趣区域(region of interest, ROI)模型研究方法。首先,利用葛立恒扫描法和Bezier曲线对多边形ROI模型进行改进;然后,借助U-Net分割网络将提取出的温度信息进行训练与学习,从而做到批量处理舌体温度信息;最后,利用HSV色彩模型进行3D可视化,达成舌象温度分区的可视化研究。此外,为了验证该方法的准确性,实验还对模型截取出的舌体进行了评价指标验证,准确度可以达到0.991 1,分割效果极佳。研究表明:改进后的红外信息提取技术既能直观地观察到舌体的分区状况,也可以完整保留舌体的信息变化,为中医的数据化提供了完整可行性方案。实现了舌体红外信息数据的提取与中医诊断技术的有机结合。解决了中医一体化望诊的舌体信息完整性及准确性问题。

基于凸包Graham扫描法的多系统融合精密单点定位快速选星算法

鉴于传统选星算法不能快速获得理想的卫星空间构型,在讨论定位精度计算模型、多系统融合GDOP值影响因素和分析基于凸包Graham扫描的选星算法原理的基础上,编程实现了基于凸包Graham扫描法的多系统融合精密单点定位快速选星算法,并对该算法的选星效果及定位效率进行仿真实验。结果表明,该算法的选星数能够稳定在8~10颗,其星座GDOP得到明显优化,空间构型得到明显改善;与传统方法相比,X、Y、H方向收敛时间的优化率分别达到40%、20%和7%,且定位精度更高,对于促进模糊度快速固定和改善定位效率有重要意义。

结合二叉树和Graham扫描技术的高效Delaunay三角网构建算法

为了提高不规则三角网的构建速度,提出了一种高效构建Delaunay三角网算法。首先对平面上的离散点集按一定的阈值进行分块,建立子块索引二叉树,然后利用Graham扫描技术对各子块构建Delaunay三角网,最后自底向上合并具有相同父节点的子块。通过具体实验与其他构网算法比较,该算法在构网速度上具有明显的优越性。

一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法

目的提出一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法,加快Delaunay三角网的生成速度.方法首先按Graham扫描法对平面散乱点集进行排序,然后将排好序的点通过可见点的判断连接成Graham三角网,最后利用拓扑结构快速进行优化,使其成为Delaunay三角网.结果通过500至10000个点的测试,表明这种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的生成速度快于传统基于凸包生成Delaunay三角网的生成速度.结论采用可见点表的数据结构以及利用点、边、三角形的有序性的特点构建Delaunay三角网,是提高建网速度的关键.

一种基于Graham扫描算法的空间点云结构化算法研究

在过度包装检测过程中,针对商品三维重建后的散乱点云无法进行后续空隙率判定的问题,提出一种基于Denaunay三角化和凸包算法的散乱点云结构化方法。首先,因为空间点云结构复杂,所以将空间点云进行切片和投影操作,也就是降维操作;其次,对投影数据点进行结构化处理,寻找初始点,依次对投影点按照极角大小进行排序;最后利用所构造的扫描线对数据点进行筛选和结构化。实验表明,基于Denaunay三角化和凸包算法的散乱点云结构化方法处理时间短,稳定性和精度高、适用性强,完全满足过度包装检测系统。与目前方法相比,该方法有更好的适用性,能够满足大多数平台的需求。

基于GPU的二维凸壳计算并行Graham扫描算法

本文基于图形处理器(GPU)提出了一种用于计算二维散落点凸包的并行Graham扫描算法。提出的基于GPU的并行算法主要包含以下两个步骤:(1)在GPU上进行两轮并行剔除内部点操作。首先将4个极值点构成的四边形内的内部点剔除,并按角度对剩余点进行排序,将其分为左右两个区域。对于每个区域,采用所提出的预处理方法进行第二轮过滤以进一步剔除内部点。(2)通过计算剩余点的凸壳得到所需全部散乱点的凸壳。为提高并行算法的效率,采用了CUDA开发组件中Thrust库提供的并行排序、并行规约等高效操作。比较结果表明,所提出的并行算法能在0.5秒内计算出20 M散乱点的凸壳,计算效率比现有的基准算法(即著名的QuickHull算法)提高了6~7倍;且该并行算法过程简单,易于编程实现。

有界噪声条件下基于集员滤波的扩展目标跟踪方法

现有概率框架下的扩展目标跟踪方法需要已知系统量测噪声统计特性,然而在实际过程中量测噪声大多为边界已知而统计特性未知的有界噪声,其难以利用概率方法对扩展目标运动状态与形态进行计算。针对有界噪声条件下的扩展目标跟踪问题,提出一种基于集员滤波的扩展目标跟踪方法,该方法通过UBB椭球集合对量测噪声进行表示,并采用集员滤波对运动状态集合参数进行计算。在对扩展目标形态估计过程中,结合凸包计算几何理论中的Graham scan算法,求解包含目标形态最大误差的最小边界矩阵,最后利用仿射变换和偏移超曲面计算椭球Minkowski差的边界参数,从而对目标形态矩阵进行更新。仿真结果表明,在有界噪声条件下,相比于传统概率框架下的贝叶斯滤波方法,文中所提出的方法对目标运动和扩展形态的跟踪精度更高。

一种3D眼镜虚拟试戴系统的实现

针对人脸图像试戴3D眼镜过程中存在的镜腿遮挡人脸问题,文中提出一种基于人脸图像的3D眼镜虚拟试戴技术。利用构建的人脸形状的三维模型,使其在虚拟试戴中对镜腿起到消隐作用,解决镜腿的遮挡问题。文中对输入的人脸图像进行关键点检测,结合Graham扫描法求得人脸形状的凸多边形,利用平移扫描构建人脸形状的三维模型。此外,文中根据定位人脸图像上的关键点以及姿态估计后对三维眼镜模型的变换,将眼镜模型佩戴到人脸图像上。实验结果表明,该方法对于多视角的人脸图像实现了虚拟试戴效果,解决了多种视角下人脸图像试戴过程中镜腿的遮挡问题,虚拟试戴中镜腿遮挡平均准确率为94.5%,遮挡精度较高。

实时手指交互系统的嵌入式实现

为满足便携式设备中人机交互的需要,设计了嵌入式手指交互系统。研究了系统所采用的肤色分割、凸包计算、指尖检测等算法,并完成了硬件设计。首先,根据肤色的聚类特征,在对比分析常用彩色空间特性的基础上建立肤色模型,对人手进行分割;提出射线扫描法对经典Graham扫描算法进行改进,快速计算人手凸点。然后,分析了利用手指轮廓弯曲特征检测指尖的算法。最后,介绍了以DSP和FPGA为微处理器构成的硬件系统。实验结果表明,设计的系统对自然伸展的单个手指正确检测率为95.2%,对弯曲手指的正确检测率为92.6%,对在非目标手指干扰下的正确检测率为90.1%;而对指尖的定位最大偏移量为2.12 mm;指尖定位总耗时约为23 ms。所设计的嵌入式手指交互系统稳定可靠、满足实时要求。

一种平面点集的高效凸包算法

凸包问题是计算几何的基本问题之一。为实时计算平面点集的凸包,近年来许多学者提出很多优秀的算法,但依然不能满足实际中的实时性需求。为此,本文提出一种简单但高效快速的凸包算法。由于凸包点必然位于平面点集边缘,本文算法能够快速地筛选出极少量的凸包点候选点集,这是本算法的核心优势。然后,使用本文另外提出的一种简单易于实现的改进的Graham扫描算法,或其他任何已有的凸包检测方法,即可快速而准确地计算出点集的凸包。经典的Graham扫描算法使用一个基点计算凸包,本文的改进算法则是根据凸包候选点的分布情况,将点集分成4个子块,也即使用4个基点分别在每块中进行凸包检测,最后将每个子块中的检测结果进行合并,得到最终的完整凸包。实验中,采用一组公开的动物骨骼点云数据作为一次测试集。在凸包计算完全正确的情况下,当点数约为3×1 0~5左右时,本算法的计算时间比其他算法减少2.22倍;当点数约为3×10~6时,本算法的计算时间比其他方法减少5.42倍。点数越多,所提出算法就表现出越明显的优势。

简单多边形凸包的双动线检测算法

计算凸包问题不仅是计算几何的基本工具之一，而且在实际应用中也是很重要的，本文运用Ｇｒａｈａｍ扫描技术及双动线检测的方法，构造了测定简单多边形凸包的Ｏ（ｎ）快速算法．

采用单类随机森林的异常检测方法及应用

针对随机森林算法不能处理异常检测问题的局限,提出了一种基于改进格雷厄姆扫描法的单类随机森林,实现了随机森林在只有单类样本时的分类应用。在格雷厄姆扫描法的算法原理以及操作流程的基础上,引入了边界软化率的概念,增大了数据点外边界的柔性。利用射线法生成与输入样本反分布的数据集,使得传统的随机森林模型经过训练后成为拥有精细决策边界的单类随机森林。训练好的模型输出待测数据的异常概率。在XJTU-SY轴承数据集上验证了所提方法对于滚动轴承状态监测的有效性。分析结果表明,单类随机森林能准确分离正常运行数据与退化数据,并且可以通过调整边界软化率来实现异常值检测准确率与召回率的平衡。当预测概率阈值取0.5时,硬边界的单类随机森林可以实现98.37%的检测准确率以及0.972的召回率,而0.05的边界软化率可以得到最小的退化后期预测均方根误差,较硬边界降低1.01%。随着阈值的增大,边界软化率提供了有力的召回率保障。

PostScript文件文字块多边形生成算法

针对利用PostScript文件制作数字报刊的实际应用,提出并实现了PostScript文件文字块多边形的生成算法。先对Post-Script文件进行解析,提取出文字的二维坐标,每一个文字块对应有一个二维点集。运用Graham扫描法,按顺时针方向构造出二维点集对应的凸包。对射线交叉法进行改进,降低运算复杂性,并运用该算法,对凸包进行整形。生成文字块的多边形,结果与文字块的形状准确重合。

一种凸包的改进算法设计与实现

给出一种求解多边形凸包的改进算法,该算法采取构造一个四边形并删除其内部的点集,从而达到减少扫描次数、提高运算速度的目的。该算法的时间复杂度为O(nlogn),具有实现简单,且比Graham扫描算法性能更好的特点。实验结果表明,改进后算法进一步提高了运算性能,效果更好。

长廊最短路径的最优算法

定义了长廊为平面上由一序列凸四边形构成的有界连通区域 ,提出长廊最短路径问题 ,并给出求长廊最短路径的一个算法 ,最后证明该算法的正确性和在最坏情况下的最优性 .

计算平面点集凸包的实时插入算法

讨论平面点集的凸包实时插入算法。算法基于Graham扫描算法,对3个点检测顺序的转向。本文证明,当S的N个点以流的形式进入系统,计算S的凸包所需的检测次数小于3N。

一种两维三角剖分的新算法

提出一种两维三角剖分的新算法,算法首先应用求两维点集凸包的Graham扫描法,求出两维点集的凸包,然后将凸包包含的点从原有点集中去掉,求出剩余点集的凸包.如此递归应用Graham扫描法求出一系列凸包,并将原始区域划分为多个独立的子区域,然后利用本文中提出的方法对2个凸包之间的子区域进行三角剖分,从而实现对整个原始区域的三角剖分.

测定简单多边形凸包的快速算法

计算凸包问题不仅是计算几何的基本工具之一,而且在实际应用中也是很重要的,本文运用Graham扫描技术及双动线检验的方法,构造了测定简单多边形凸包的O(n)快速算法。

超声C扫描设备定量评价方法研究

超声C扫描系统在超声成像检测、缺陷识别等无损检测领域获得了广泛应用。但是,对C扫描图像的缺陷进行精确分析和表征一直是超声领域的难点之一。基于超声C扫描缺陷图像,给出了一种结合K-means聚类与Graham算法的图像特征参数定量估计方法,通过定量估计的参数能够有效地评价超声C扫描系统的检测质量。实验结果表明该方法能够有效描述标准圆形人工缺陷区域特征,有利于进一步评价超声C扫描设备。

基于牛顿迭代法的WC晶体界面能函数规则化算法

本文基于牛顿迭代法,实现WC-Co硬质合金中WC晶体界面能函数的规则化。将WC晶体界面能函数γ=γ(θ)的规则化问题转化为求解曲线ρ=1/γ(θ)在区间[0,π/3]上的两个分割点的问题;构造求解两个分割点的非线性模型,运用牛顿迭代法求解,并考虑以Graham扫描法的计算结果作为迭代初值。通过牛顿迭代法求得曲线ρ=1/γ(θ)在区间[0,π/3]上的两个分割点的近似值,最终实现了WC晶体界面能函数的规则化。针对本文所研究的界面能函数,基于牛顿迭代法的规则化算法比基于Graham扫描法的规则化算法更高效。