基于双阶样条的代数双曲B样条升阶及割角算法

考虑代数双曲B样条曲线的升阶问题,从理论上证明了曲线的升阶可以理解为控制顶点的割角过程.为了实现代数双曲B样条曲线的升阶,文中构造了一组基函数——双阶代数双曲B样条基函数,这组基函数并不具有统一的阶数,而具有"双阶"性质.代数双曲B样条基函数与双阶样条基函数之间的变换公式可以导出曲线升阶的割角算法.     

代数三角混合的样条曲线

B样条曲线能对多项式参数曲线提供有效的控制，但是它不能表示一些超越曲线，因此，很多文献提供了新的模型来构造曲线，但是这些模型要么只能表示低阶曲线，要么不能表示圆的渐开线和圆锥螺线．对此，在空间Ωk=span{cost，sint，tcost，tsint，1，t，t^2，…，t^（k-1）}（k≥5）中构造一类曲线，称为节点序列丁上的代数三角撬合的k阶样条曲线（代数三角样条曲线），该类曲线具有很多与B样条曲线类似的性质，利用这些性质可以通过嵌入新节点对曲线进行逼近，并且可以精确表示圆锥螺线、圆的渐开线等超越曲线.     

代数双曲三角函数空间中的一组正交基

利用代数双曲三角函数空间Γn=span{1,sin/t,cos/t,sinh/t,cosh/t,t,t2,…,tn-4}中拟Bézier基的对称性构造了一组正交基,并给出该正交基和拟Bézier基之间的转换矩阵.进一步,应用最小二乘法对代数双曲三角Bézier曲线进行了保端点降阶逼近.     

周期B样条基函数系数的并行算法

在现有周期B样条插值方法中,需要用迭代算法确定B样条基函数系数。针对现有方法的不足,建立B样条基函数系数的并行算法。首先构造周期区域的正交B样条基,得出正交B样条基函数系数的并行算法;进一步利用正交B样条基函数系数与B样条基函数系数的关系,得出B样条基函数系数的并行算法;最后推导二阶、三阶、四阶周期插值B样条基函数系数及插值点函数值的显式算式。实验证明了该方法在实现B样条基函数系数快速并行算法的同时保持了B样条基函数简单的函数关系。     

集多种特性的三次三角伪B样条

目的 为了同时解决传统多项式B样条曲线在形状调控、精确表示常见工程曲线以及构造插值曲线时的不足,提出了一类集多种特性的三次三角伪B样条。方法 首先构造了一组带两个参数的三次三角伪B样条基函数,然后在此基础上定义了相应的参数伪B样条曲线,并讨论了该曲线的特性及光顺性问题,最后研究了相应的代数伪B样条,并给出了最优代数伪B样条的确定方法。结果 参数伪B样条曲线不仅满足C²连续,而且无需求解方程系统即可自动插值于给定的型值点。当型值点保持不变时,插值曲线的形状还可通过自带的两个参数进行调控。在适当条件下,该参数伪B样条曲线可精确表示圆弧、椭圆弧、星形线等常见的工程曲线。相应的代数伪B样条具有参数伪B样条曲线类似的性质,利用最优代数伪B样条可获得满意的插值效果。结论 所提出的伪B样条同时解决了传统多项式B样条曲线在形状调控、精确表示常见工程曲线以及构造插值曲线时的不足,是一种实用的曲线造型方法。     

代数双曲B样条基的几乎严格全正性

样条基的几乎严格全正性和曲线插值适定性关系密切,是几何造型中一个基本且重要的问题.文中证明了代数双曲B样条基具有几乎严格全正性:首先引入代数双曲B样条函数,通过嵌入节点算法推导出函数的零点数和变差数之间的关系;进一步,利用数学归纳法证明了该基具有几乎严格全正性.文中的证明方法直观且具有几何性,为造型中使用代数双曲B样条基奠定了更为完备的理论基础.     

带形状参数三角B样条曲线曲面及其应用

针对样条曲线曲面构造及其在图像放缩中的应用问题,在三角函数空间{1,t,sint,cost,sin2 t,cos2 t}中构造一类带有形状参数的三角B样条基函数,并定义相应的三角B样条曲线和曲面,分析该曲线曲面的性质以及形状参数对曲线曲面形状的调节作用。拓宽形状参数的取值,构造了满足C2连续且可以直接插值控制顶点的三角B样条插值曲线和曲面,并将其应用于图像放缩中。实例说明了所构造的三角B样条曲线曲面在曲线曲面造型和图像放缩方面有较好应用。     

任意阶正交B样条插值新方法

插值样条的一般解法是利用内点条件和边界条件得出一个样条系数的Ⅳ方程组,然后采用解线性代数方程组的方法求解.由于各插值基互不正交,插值系数相互耦合,计算步骤烦琐.新方法利用三角函数的正交性,构造了插值区域新的正交B样条插值基函数,并给出任意阶正交B样条插值基函数插值系数的通用计算公式.通过构造正交基,新方法解除了插值基以及插值系数之间的耦合,将样条插值问题从求解N×N矩阵简化为使用N个公式直接同时求解,实现了插值系数的并行计算.     

基于Gβ连续的三次代数三角多项式样条构造及其应用

为了完善三角多项式样条的算法,本文基于空间｛1,sint ,cost,sin^2t｝ ,构造了三次代数三角 Gβ样条曲线（三次AT- Gβ样条曲线）,包括曲线的构造,几何连续的条件、求解等,推出AT- Gβ样条曲线的性质以及研究形状参数β1 和β2 对曲线的影响等.还通过曲线反推控制顶点,研究三次插值AT-Gβ 样条. 这种三次AT- Gβ样条曲线具有良好的局部性质和广泛的应用.     

拟三次三角样条插值曲线与曲面

在构造插值曲线与曲面时,传统的方法多基于多项式函数空间,而基于三角函数空间也能构造插值曲线与曲面.首先基于函数空间Ω =span{1,sint,cost,sin2t,cos2t}构造了一种样条插值曲线与曲面,称之为拟三次三角样条插值曲线与曲面.该曲线与曲面不仅满足C2连续,而且直接插值于给定的控制顶点,避免了通过方程组反求控制顶点.进一步地,为了使所构造的拟三角样条插值曲线与曲面具有局部可调性,利用奇异混合技术在拟三次三角样条插值曲线与曲面中引入了局部形状参数,修改某些形状参数的取值可实现对插值曲线与曲面的局部调整,为样条插值曲线与曲面的构造提供了两种新方法.     

一类二次曲面上的参数样条

在空间四个有序数据点所确定的一个二次曲面上,可以构造一类特殊的曲线。给出了四个形状控制因子的有理基函数,以及通过研究其参数间的函数关系定义函数集,构造一类样条曲线,使得通过改变控制因子能任意精确地逼近控制多边形。这类样条曲线端点处满足一定切线方向和有界曲率,容易将它们拼接成一条逼近样条曲线。利用这些样条构造出逼近样条曲面,具有更多的自由度。     

三种形状可调三角样条曲线

构造了3种带参数的三角样条基,基于这3组基定义了3种三角样条曲线。与二次B样条曲线类似,这3种曲线的每一段都由相继的3个控制顶点生成,且这3种曲线具有许多与二次B样条曲线类似的性质。但这3种曲线的连续性都比二次B样条曲线要好。对于等距节点,在一般情况下,这3种曲线都是整体C²连续的,在特殊条件下它们都可以达到C³连续。另外,这3种曲线都具有比二次B样条曲线更好的对控制多边形的逼近性。     

两种带形状参数的曲线

本文构造了两种带参数的三角样条基,基于这两组基定义了两种三角样条曲线。与二次B样条曲线类似,这两种曲线的每一段都由相继的三个控制顶点生成。这两种曲线具有许多与二次B样条曲线类似的性质,但它们的连续性都比二次B样条曲线更好。对于等距节点,在一般情况下,这两种曲线都整体C3连续,在特殊条件下,它们都可达C5连续。两种曲线中的形状参数均有明确的几何意义,参数越大,曲线越靠近控制多边形。另外,当形状参数满足一定条件时,这两种曲线都具有比二次B样条曲线更好的对控制多边形的逼近性。运用张量积方法,将这两种曲线推广后所得到的曲面也具有较好的连续性。     

Evaluation of spline functions for digital filtering problems

Methods for the evaluation of spline functions for digital filtering in data processing systems are developed. Basis polynomials of general form and basis discrete orthogonal polynomials are considered. Computations are organized by solving constrained optimization problems. Recurrences for the system of normalized discrete orthogonal polynomials and their derivatives are obtained. The proposed spline functions on discrete orthogonal polynomials reduce the computational cost and approximation errors compared with the case of general polynomials. The results of the statistical simulation of the application of spline functions based on discrete orthogonal polynomials in digital filtering problems are presented.     

Bézier representation of geometrically continuous splines

As an intrinsic measure of smoothness,geometric continuity is an important problem in the fields of computer aided geometric design.It can afford more degrees of freedom for manipulating the shape of curve.However,piecewise polynomial functions of geometrically continuous splines are difficult to be constructed.In this paper,the conversion matrix between geometrically continuous spline basis functions and Bézier representation is analyzed.Based on this,construction of arbitrary degree geometrically continuous spline basis functions can be translated into a solution of linear system of equations.The original construction of geometrically continuous spline is simplified.     

An orthogonal basis for the hyperbolic hybrid polynomial space

Motivated by the wide usage of the Tchebyshev basis and Legendre basis in the algebra polynomial space, we construct an orthogonal basis with the properties of the H-Bézier basis in the hyperbolic hybrid polynomial space, which is similar to the Legendre basis and holds remarkable properties. Moreover, we derive the transformation matrices that map the H-Bézier basis and the orthogonal basis forms into each other. An example for approximating the degree reduction of the H- Bézier curves is sketched to illustrate the utility of the orthogonal basis.     

三角域上三阶T-Bezier曲面片的构造与设计

在计算机辅助几何设计中,T-Bezier曲线曲面被视为一种新的自由曲线曲面造型工具得到广泛研究,然而其曲面都是张量积形式的,为了进一步研究非多项式空间中的T-Bezier基,完善其关于三角域部分的理论,构造了满足正性、权性、对称性、边界性质和线性无关性的基函数,并证明了三角域上相应曲面的一些性质;最后给出了一些应用。     

Synthesis of fractional Laguerre basis for system approximation

Fractional differentiation systems are characterized by the presence of non-exponential aperiodic multimodes. Although rational orthogonal bases can be used to model any L₂[0,∞[ system, they fail to quickly capture the aperiodic multimode behavior with a limited number of terms. Hence, fractional orthogonal bases are expected to better approximate fractional models with fewer parameters. Intuitive reasoning could lead to simply extending the differentiation order of existing bases from integer to any positive real number. However, classical Laguerre, and by extension Kautz and generalized orthogonal basis functions, are divergent as soon as their differentiation order is non-integer. In this paper, the first fractional orthogonal basis is synthesized, extrapolating the definition of Laguerre functions to any fractional order derivative. Completeness of the new basis is demonstrated. Hence, a new class of fixed denominator models is provided for fractional system approximation and identification.     

快速模糊正交最小二乘算法

在非线性正交最小二乘辨识方法中引入模糊基函数,得到可以统一利用语言信息和数据信息的模糊正交最小二乘方法,并且针对其计算量大,速度慢的缺点,推导出不用计算正交基的快速模糊正交最小二乘算法,并且在玻璃窑炉温度系统离线建模中进行了仿真实验,验证了算法的有效性。     

双并联前向过程神经网络及其应用研究

为克服多层前向过程神经网络收敛速度慢、精度低的问题,提出了一种双并联前向过程神经网络模型.在输入空间中引入一组合适的函数正交基,将输入函数和网络权函数表示为该组正交基的展开形式,并利用基函数的正交性简化网络聚合运算过程.给出了相应的学习算法,并以飞机发动机状态监控中发动机排气温度的预测为例验证了模型和算法的有效性.