膜结构裁剪膜片展开的二次测地线法

本首先对目前应用较广的膜结构裁剪方法，即裁剪线生成与图形展开的方法进行了比较研究，并在此基础上提出了一种新的裁剪方法——二次测地线法．通过对有理论解算例的分析及对不同形式的膜结构进行裁剪，验证了本方法的正确性、可靠性及广泛适用性．     

基于边缘吸引力场正则化的短程线主动轮廓模型

短程线主动轮廓模型是近几年提出的一种有效的多目标轮廓提取算法 .本文在详细分析其动力学过程的基础上 ,针对该模型中存在的局限性和不足 ,提出对边缘吸引力场进行正则化的方法 ,并采用多尺度模型 ,有效的改善了该模型不能对存在断裂轮廓的目标进行正确提取和凹边缘搜索能力弱的缺点 ,增强了抗噪声和虚假边缘干扰的能力 ,使该算法具有更好的鲁棒性和实用性 .     

Diffusion tensor interpolation profile control using non-uniform motion on a Riemannian geodesic

Tensor interpolation is a key step in the processing algorithms of diffusion tensor imaging (DTI), such as registration and tractography. The diffusion tensor (DT) in biological tissues is assumed to be positive definite. However, the tensor interpolations in most clinical applications have used a Euclidian scheme that does not take this assumption into account. Several Rie-mannian schemes were developed to overcome this limitation. Although each of the Riemannian schemes uses different metrics, they all result in a ‘fixed’ interpolation profile that cannot adapt to a variety of diffusion patterns in biological tissues. In this paper, we propose a DT interpolation scheme to control the interpolation profile, and explore its feasibility in clinical applications. The profile controllability comes from the non-uniform motion of interpolation on the Riemannian geodesic. The interpolation experiment with medical DTI data shows that the profile control improves the interpolation quality by assessing the reconstruction errors with the determinant error, Euclidean norm, and Riemannian norm.     

基于测地距离的KPCA人脸识别

针对人脸检测数据集中的信息均为高维特征向量且人脸识别易受表情变化影响等问题,本文提出一种基于测地距离的KPCA人脸识别方法,该方法利用非线性方法提取主成分。先采用KPCA方法把人脸数据映射到高维空间,进而在高维空间中提取人脸的主成分,其中核函数为多项式核函数;然后引入测地距离替换原来的欧氏距离进行相似度量,其能更准确地测量出两像素点间的实际距离,使得人脸识别率受表情变化影响小。该方法不但可以实现降维,而且还能达到有效提取特征的目的。在ORL人脸库上的实验结果表明,该方法的识别率明显优于PCA、KPCA等方法的识别率。     

基于信息几何的图像去噪

提出一种基于信息几何的图像去噪方法,与传统的欧氏空间中去噪方法不同,基于信息几何的图像去噪方法是在流形上利用两点间的测地线距离的大小来衡量图像中两像素点之间的相似性。流形中的点是通过图像中某区域构建的高斯模型,模型间的测地线距离表示两图像区域平均灰度强度和细节丰富程度的差别。这样将区域的平均灰度强度和细节丰富程度的差别作为像素点间的相似性,能够更加准确地衡量像素点间相似性的差异。实验表明,该算法提高了图像去噪效果,能够很好地保持图像细节。     

基于测地路径的牙齿模型交互分割算法研究

从3维牙颌模型中精确地分离出单颗牙齿是计算机辅助正畸治疗的重要步骤。由于牙齿有不同的形状并且不同个体之间有很大差异,其自动分离比较困难。为此,提出一种交互分割单颗牙齿的方法：首先,在牙颌模型上交互选定特征点,然后计算特征点间近似测地路径,待测地路径封闭后,利用区域生长方法从整个牙颌模型上精确分离出单颗牙齿。实验结果显示,该算法执行速度快,用户交互量少,且分割得到的牙齿边界线平滑,较好地满足口腔正畸的临床要求。     

Modeling on triangulations with geodesic curves

This paper discusses the problem of modeling on triangulated surfaces with geodesic curves. In the first part of the paper we define a new class of curves, called geodesic Bézier curves, that are suitable for modeling on manifold triangulations. As a natural generalization of Bézier curves, the new curves are as smooth as possible. In the second part we discuss the construction of C ⁰ and C ¹ piecewise Bézier splines. We also describe how to perform editing operations, such as trimming, using these curves. Special care is taken to achieve interactive rates for modeling tasks. The third part is devoted to the definition and study of convex sets on triangulated surfaces. We derive the convex hull property of geodesic Bézier curves.

基于测地线距离和正交投影的端元提取算法

端元提取是高光谱遥感图像混合像元分解的关键步骤。传统线性端元提取方法忽略了像元内地物的非线性混合因素,制约了混合像元分解精度的提升。针对高光谱图像数据的非线性结构,提出一种基于测地线距离的正交投影端元提取算法,将测地线距离引入端元单体提取过程,利用正交投影方法逐个提取端元。为了降低测地线距离计算量,在端元提取前先利用自动目标生成方法和无约束最小二乘法对原始高光谱数据进行数据约减。模拟和真实高光谱图像实验表明,该方法能够表征光谱数据中非线性因素,端元提取结果优于传统自动目标生成端元提取方法。     

复合材料基镂空网壳结构的建模与仿真

为进一步挖掘复合材料构件的轻量化和成型形态等结构特性,提出了突破传统满铺结构的曲面镂空等厚度网壳构件的数学模型,并对其成型表面的形态和效果进行了实验验证.运用三维空间曲面映射法建立笛卡尔参数坐标系,在单位球面上建立并推导了网壳构件曲面测地线弧及测地线交角的高斯第I基本型模型,利用MATLAB对该模型的正交编织算例进行了仿真和构型验证.结果表明:除仿真构件边缘平齐一致性不足外,该仿真构型与预期结果构型轮廓相符.为进一步验证该模型用于实际生产制造的可行性,采用预浸纤维复合材料带为基材,经编织、固化生产出该模型的5×5网壳结构成品试件.该研究为复合材料壳体超轻化且低成本结构成型提供了新思路,可为网壳类结构制件的支撑筋/骨架设计提供建模新方法.     

面向多种场景的视频对象自动分割算法

针对当前应用于视频对象分割的图割方法容易在复杂环境、镜头移动、光照不稳定等场景下鲁棒性不佳的问题,提出了结合光流和图割的视频对象分割算法.主要思路是通过分析前景对象的运动信息,得到单帧图像上前景区域的先验知识,从而改善分割结果.论文首先通过光流场采集视频中动作信息,并提取出前景对象先验区域,然后结合前景和背景先验区域建立图割模型,实现前景对象分割.最后为提高算法在不同场景下的鲁棒性,本文改进了传统的测地显著性模型,并基于视频本征的时域平滑性,提出了基于混合高斯模型的动态位置模型优化机制.在两个标准数据集上的实验结果表明,所提算法与当前其他视频对象分割算法相比,降低了分割结果的错误率,有效提高了在多种场景下的鲁棒性.