体视化方法综述*

综述了体视化研究的历史及近年来体视化技术的研究现状和发展情况,其中包括体数据的预处理、三维物体表面重建、直接体视、体图形学等各方面方法的优缺点,并预测了体视化的未来研究趋势。     

压缩体素模型在五坐标数控仿真中的应用

针对五坐标数控加工仿真中刀具扫描体和零件毛坯之间布尔运算量大,传统基于空间分解的体素建模方法需要大量计算机内存空间,仿真时间很长,仿真精度低等问题,结合Dexel模型提出了一种压缩体素模型,极大地简化了仿真过程中的布尔运算,同时有效地压缩了仿真模型的数据量,仿真的精度也有所提高.并且根据压缩模型特点,设计了基于Marching Cubes的优化表面三角网格提取算法,加快了仿真结果的图形显示.整个加工过程的仿真速度比传统体素模型提高了8～9倍,在实际应用中取得了良好的效果.     

密度场图像演化分析

短裂纹活动引起的密度场图像演化分析是应用工业CT研究疲劳损伤中的热点。在仿真环境下,应用亚体素模型和局部离散化完成了短裂纹群建模,实现了非均匀密度场的建模。通过高、低两种不同分辨率CT分别观看细节特征和宏观行为,初步开展了短裂纹活动效应的2维、3维信号分析。引入了图像隶属度,提出了针对裂纹细节变化的模糊增强算法,增强了密度场演化的3维分析信号,有助于监测短裂纹群活动效应。     

基于体素模型的优化体绘制技术

直接体绘制技术因可绘制数据场中包含的内部结构形成较高图像质量而倍受青睐，但大量计算导致的绘制速度慢严重制约着其在大规模数据场交互绘制方面的应用。对现有算法进行优化是其发展方向之一。对目前基于体素模型的体绘制关键环节优化技术进行了概括，并分析了进行优化的主要思路，为进一步应用、改进这些技术提供参考。     

基于分水岭的短裂纹统计技术

局域短裂纹数统计是疲劳短裂纹扩展研究的关键技术之一,本文提出并实现了一种基于分水岭算法的局域短裂纹数统计方法。针对传统分水岭算法容易产生过分割的缺点,在分析含短裂纹群材料试件锥束CT图像中短裂纹群的形态特征的基础上,综合运用一系列数学形态学方法进行预处理,有效抑制噪声,增强图像对比度,提取标记;之后,运用距离变换进一步优化预处理结果,最后,使用标记控制的分水岭算法实现分割并统计局域短裂纹数。实验结果证明,该算法能有效地抑制过分割现象,得到较好的统计结果,是实用、准确和有效的。     

多级载荷作用下剩余强度的估算

针对现有方法在估算多级载荷作用下的剩余强度时存在的不足,文中在Schaff提出的剩余强度模型的基础上提出等损伤比剩余强度模型,并用于多级载荷作用下剩余强度的估算,给出多级载荷作用下剩余强度的退化模型公式.此剩余强度退化模型计算公式把后期计算建立在前期剩余强度的基础上,适于递归计算.由于采用等损伤比模型,适用于任意级载荷作用或随机载荷作用下的剩余强度估算,因此适用范围更广.     

一种短裂纹群CT仿真投影获取新方法

短裂纹尺寸一般在几微米到几十微米之间，低于目前工业CT的最小分辨率，无法被检测出来。基于CT仿真系统，利用结构实体几何模型，提出了一种短裂纹的模拟方法：为适合CT仿真系统的扫描精度，先模拟比实际尺寸大的短裂纹群，获取该短裂纹群的CT投影数据，然后把该图像数据利用像素合并的方法缩小到实际尺寸，间接得到实际尺寸的短裂纹群CT仿真投影图像。利用该短裂纹模拟和间接CT投影结果可进一步研究CT重建和疲劳寿命分析等。试验证明，该方法能得到较为真实的短裂纹群CT投影数据。     

三维离散余弦变换的分形视频编码方法

由于视频数据是时间轴上的二维图像序列,提出了利用分形和三维离散余弦变换相结合的视频编码方法。利用三维离散变换把三维视频数据从时空域变换到频域中,再利用分形技术在频域中来寻找对应每个可变三维频域值域块的最佳定义域块匹配。由于频域中DCT系数的强相关性和分形的高压缩性能,能够实现视频数据的高压缩。试验证明对于非实时处理低比特流视频,有一些应用前景。     

短裂纹模拟及其CT仿真投影获取方法研究

短裂纹尺寸一般都在几个微米到几十个微米之间,已低于目前工业CT的最小分辨率,无法被检测出来。基于CT仿真系统,利用结构实体几何模型,设计了一种短裂纹的模拟方法以及其仿真投影数据的获取方法。首先仿真高于实际尺寸数倍的短裂纹群,以达到CT仿真系统的扫描精度,扫描获取该短裂纹群的CT投影数据;之后把该图像数据利用像素合并法缩小到实际尺寸,然后把缩小的CT图像合并,此时便得到了实际尺寸的短裂纹群CT仿真投影图像。利用该结果可以进行下一步的CT重建和疲劳寿命分析等方面的研究。试验证明该方法能得到较为真实的短裂纹群CT投影数据。     

分形视频压缩的一种快速算法

在扩展的四叉树视频处理的基础上，分别对环形预测映射和帧间非压缩映射方法进行了改进，并且设计了将它们相结合的视频序列分形编码新方法。每个值域块由以往相邻的域块改成由相隔的图像帧中的相同尺寸的定义域块来逼近，而中间块则根据时间轴上高度相关性用插值方法得到。从而在实际图像序列压缩编码中，能充分地开发出时间上的相关性，减少编码时间。计算机数值试验的结果表明，该方法在低比特率40～250kbyte／s下，效果比较满意。