相交多边形轮廓线的获取

提出获取相关多边形轮廓线的一种算法，利用线段求交法求取相交多边形交点，利用 对位置判断交点处轮廓走向。该算法适用于任意多边形。     

基于轮廓特征点的高精度识别目标方法

为了实现高成功率、高精度和快速识别跟踪目标,提出对基于轮廓特征点的目标精确识别方法。在识别过程中采用了轮廓提取和多边形拟合算法自动搜寻到图像中要识别和跟踪的目标,同时对目标物轮廓的多边形角点进行亚像素分辨率的定位,从而可以利用目标轮廓角点的精确定位来实现对多边形目标的识别与跟踪。试验结果以及特征点亚像素算法分辨率的分析表明,采用这种自动识别与跟踪目标的方法,其精度可以达到0．02像素。     

基于退化多边形求交的多面体虚拟壳模型重构

三维模型的重建和表示是计算机图形和计算机视觉中一个重要的领域,其广泛应用于自动识别,工业自动化设计以及虚拟场景的重建。文中实现一个从照片序列重建三维物体多面体模型的系统,使用由轮廓恢复形体(SFS),通过经由轮廓光锥相交得到包围物体的虚拟壳。在系统中采用的共极线几何和增量运算把所有的三维的相交计算投射到二维平面的退化多边形求交来降低相交计算的复杂度。与传统多面体虚拟壳重构相比,算法有以下几点改进:在图像平面以退化多边形组织投影锥体和物体轮廓的交集,把任意锥面与物体轮廓的交集归一到一个退化多边形;基于退化多边形的二维平面上多边形快速相交算法。通过这些改进可以减少虚拟壳的生成时间并有助于实时绘制的实现。     

区域划分在自相交多边形分解算法中的应用

多边形分解在计算机图形学、CAD软件和路径规划等领域中得到广泛应用.其自相交多边形因存在交点导致后续计算和绘图操作中的错误和不准确性.自相交多边形分解算法是CAD应用中常见的难题之一,传统的自相交多边形分解算法主要基于三角剖分的方法,然而这种方法分解出的三角形数量较为庞大,增加了计算和存储的复杂度.针对自相交多边形的分解问题,提出了一种基于区域划分的分解算法.首先寻找多边形的所有交点;然后采用寻路方式遍历自相交多边形,将其划分为无重叠且无自相交的区域;最后通过判断每个区域是否属于多边形内部,并保留内部区域,舍弃外部区域,将自相交多边形分解成无重叠区域的简单多边形.在多个大型集成电路板上将文中算法和GluTess方法进行数值实验对比,实验结果表明,该算法相较于GluTess方法在时间效率上提高了约60%,同时在空间占用上也减少了约20%.     

平面上可相交凸多边形的Voronoi图

传统的多边形的Voronoi图存在不能相交的问题,以至于无法将其应用于计算机视觉、生态学等领域中的多边形相交情况.为了解决多边形相交情况下的最邻近空间划分问题,提出了可相交凸多边形的Voronoi图.首先定义可相交凸多边形的Voronoi图;然后阐述相交多边形特有的Voronoi边的区域化现象,证明了其发生的充要条件,进一步揭示了相交多边形与不相交多边形之间的关系;最后提出Voronoi图的生成算法,并用代码实现.实验结果表明,该算法能够有效地解决多边形相交的问题,突破了不能相交的限制,为计算机视觉、生态学等领域的实际应用提供了理论基础.     

复合多边形求差的高效矢量算法

从集合和几何的基本原理出发, 提出了复合多边形求差的一种矢量算法。算法首先区分多边形的拓扑相离、包含或相交关系。对于拓扑相离或包含的两个多边形, 其差容易计算; 对于相交的两个多边形, 应用平行线扫描算法来求解, 得到两个复合多边形的差。该算法的特点是可以解决嵌套了任意层次孔洞的两个多边形之间的求差运算, 这在计算机辅助设计、地理信息系统、地图数据处理等领域具有较广泛的应用前景。     

多边形图像与背景分离方法研究

针对轮廓为规则多边形或可拟合为多边形的目标图像其背景为强噪声干扰,而采用常规的滤波法无法滤除背景中的强噪音且没有通用性的情况,提出了一种用Ramer算法对轮廓进行递归细分拟合出目标轮廓的近似多边形,采用Hough变换为主的方法将此多边形目标与背景分离,解决了Hough变换中的邻域选取、交点检测和确定轮廓点的问题,在MATLAB/Simulink环境下编写了相关程序。对四边形和六边形图像进行了实验验证,效果良好。     

适用于凹多边形的Cyrus-Beck改进算法

本文对目前常用的二维线段裁剪算法进行分析,提出了一种基于Cyrus-Beck算法的改进算法,使其能够扩展到对凹多边形的处理,通过对线段与裁剪窗口位置关系的严格判断将求交次数减到最少,并且通过对交点性质的判断来识别出线段的可见部分。理论分析和实验结果均表明该算法优于目前处理任意多边形裁剪框的算法。     

一种基于矩和支配点检测的多边形拟合算法

提出一种基于几何矩和支配点检测的多边形拟合算法.支配点检测法可以最大范围地保留原始轮廓特征,但拟合后顶点数偏多.而基于几何矩的多边形拟合算法虽然可以将拟合后的顶点数控制在指定范围内,但是却容易使拟合结果陷入局部最优.本文对这两种算法进行关键步骤和参数的改进,并将它们有机结合起来,使得本文算法可以将绝大多数闭合曲线在全局最优的情况下将其拟合成任意顶点数的多边形.     

多视点成像的多边形模板法

该文提出一种对场景进行多视点成像的方法。该方法首先为场景中的多边形生成多边形模板，一个多边形模板，包括一条轮廓路径和一组纹条，而一个纹条是平行成像画的一个平面与多边形相交的直线段。由于纹条相对于不同视点的透视投影的变化是线性的，因此，绘制多边形时可以基于模板逐个纹条地处理，而不必按照传统的扫描转换方法逐个点地处理，绘制速度可以提高很多。同时，与视点无关的光照和纹理可以预先计算并保存在模板中，以便在成像时利用基于图像绘制的技术来生成高质量的图像。该方法中，视点可以放置在三维空间的任意位置，并且在场景漫游时可以根据视点位置自动地实现多分辨率绘制。     

求解简单多边形间包含的扫描线算法

对于任意给定的一簇互不相交的简单多边形，本文提出一种旨在确定簇中多边形之间包含关系的扫描线法，并对其正确性和复杂性作出分析，实践表明此算法是很有效的。     

基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法

针对传统曲面分割求交方法存在的平面片的选取、遗漏部分交线段以及交线间断 的问题,提出一种基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法。以等深度分割方法为基础, 避免了交线不连续的问题,当分割达到一定层次时以空间多边形近似曲面片,并对空间多边形 进行三角剖分,以三角形对的交线近似空间多边形之间的交线,进而以空间多边形的交线近似 曲面片的交线,最终得到相交曲面之间的交线。利用曲面片轮廓构造出的空间多边形更加接近 曲面片的真实形状,提高了逼近精度,同时对空间多边形进行三角剖分,提高了求交精度,进 而降低了丢失交线的可能性。实验验证了该算法比传统的分割法更加精确。     

允许自由旋转的2个简单多边形匹配算法

为了解决二维不规则排料问题中的匹配问题,提出了一种允许自由旋转条件下,2个无孔洞的简单多边形之间的匹配算法.该算法基于2个多边形可以自由旋转的假设,对它们之间NFP为凹或凸的情况,选择适当的匹配方法,找出一种使得其匹配后空隙尽可能小,同时保证其整体的矩形的规整度也较高的匹配方案;并用匹配空隙的利用率、匹配后整体面积的利用率,以及匹配后整体的矩形规整度等多个指标来衡量匹配的效果.实验选择于ESICUP中的部分代表性的多边形样例与多个算法进行对比实验,结果表明,该算法在任意旋转精度的要求下,均具有运行速度快的特点,可以很好地应用于服装排料等实际问题.     

增强现实中的目标远距离识别方法研究

在以往ARTool Kit增强现实系统中,摄像机能够正确识别标识物并在计算机生成虚拟物体的距离大都过近。针对增强现实三维注册过程中传统算法标识物匹配过程中误识率较高,识别距离不够远,提出了基于轮廓特征点的目标远距离识别方法。在识别过程中,利用多边形近似算法和金字塔中的迭代Lucas-kanade算法寻找图像中要跟踪识别的对象,对寻找到轮廓角点进行亚像素定位,利用角点的精确定位来跟踪目标。实验结果验证及分析表明,采用这种方法,其识别距离有大幅度增加。     

平面上简单多边形平移时确定碰撞部位的最优算法

本文提出一种时间复杂性为O(m+n)的算法,在一个多边形的凸包不和另一个多边形相交的条件下,该算法可确定二个多边形是否相撞,在相撞时可确定全部碰撞部位.本文还证明了确定碰撞部位问题算法的时间复杂性的下界为O(m+n),因而本文提出的算法是最佳的.     

一种GIS拓扑多边形链搜索的改进算法

针对GIS拓扑多边形链搜索中悬挂弧段的处理问题,提出了一种改进算法。该算法利用在一趟搜索中,非悬挂弧段仅经过一次,而悬挂弧段会经过两次这一规律来识别并标记悬挂弧段;在进行多边形链搜索时,通过避让悬挂弧段以避免将其对应的关联弧段加入多边形链,从而保证搜索结果的正确性。测试结果表明,该算法能明显提高多边形链搜索的效率。     

任意多边形窗口的圆裁剪算法

针对任意多边形窗口内圆的裁剪问题,本文提出一种更加全面、有效的裁剪算法.该方法提出借助x-扫描线算法来判断圆和多边形窗口的位置关系,排除圆完全在窗口内或者窗口外的情况;针对多边形窗口和圆相交的情况,按照逆时针方向依次求出多边形各边与圆的交点;最终,通过判断两点间的关系,决定两点之间画线还是画弧,完成圆的裁剪.实验结果表明,该方法能够有效全面的完成多边形窗口的圆裁剪.     

简单多边形顶点凸凹性的线性识别

本文提出了一种简单多边形顶点的凸凹性识别算法，算法是基于对多边形顶点的遍历，其复杂性为０（ｎ），（ｎ多边形顶点数）可在计算机上快速有效的实现简单多边形顶点凸凹性的自动识别，本算法也可用于解决其它几何复杂性的问题。     

折线链节点标注技术

针对传统多边形位置关系计算比较烦琐,以及简单多边形的理论难以拓展到一般多边形的问题,提出标注节点状态的方法.通过定义11种位置来描述折线链上每个节点的状态,再采用"线段端点与线段"和"线段端点与邻折线"的标注方法来实现任意折线链的标注,同时利用两线段分割预处理使相交仅发生在端点处,从而使算法更高效;然后给出折线链基本位置关系的节点特征,并且探讨了三维顶点的标注方法.该方法的标注原理简单、方法实用,算法空间和时间复杂度分别为O(n)和O(n2).实验结果表明,该方法对任意形状的折线链都能实现稳定标注;通过搜索节点状态特征可以求解折线链间的相互关系,还可以实现一般折线链的碰撞检测、相交区域计算以及多边形简单化分解等.     

判断点与多边形拓扑关系的改进算法

为了解决射线法不能有效地判断点在复杂多边形内或外的问题,根据射线与多边形边界相交的特性,分析射线所经过的多边形的不同类型顶点,提出了对顶点数加1、加2和加3的运算方法。通过判断交点个数的奇偶性,改进了射线法,并给出了计算模型和算法的详细步骤,简单有效的将现有的射线法扩展到更复杂的多边形中,能准确的判断点与多边形的位置关系。4种不同算法对比分析结果表明,该算法能解决其它3种算法存在的问题,并且在简单多边形和复杂多边形中都是有效的。