自适应非局部3维全变分彩色图像去噪

目的 许多彩色图像去噪算法未充分利用图像局部和非局部的相似性信息,并且忽略了真实噪声在彩色图像不同区域内分布的差异,对不同图像块和不同颜色通道都进行同等处理,导致去噪图像中同时出现过平滑和欠平滑现象。针对这些问题,本文提出一种自适应非局部3维全变分去噪算法。方法 利用一个非局部3维全变分正则项获取彩色图像块内和块间的相似性信息,同时在优化模型的保真项内嵌入一个自适应权重矩阵,该权重矩阵可以根据每次迭代得到的中间去噪结果的剩余噪声来调整算法在每个图像块、每个颜色分量以及每次迭代中的去噪强度。结果 通过不同的高斯噪声添加方式得到两个彩色噪声图像数据集。将本文算法与其他6个基于全变分的算法进行比较,采用峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity, SSIM)作为客观评价指标。相比于对比算法,本文算法在两个噪声图像数据集上的平均PSNR和SSIM分别提高了0.161.76 dB和0.12%6.13%,并获得了更好的图像视觉效果。结论 本文去噪算法不仅更好地兼顾了去噪与保边功能,而且提升了稳定性和鲁棒性,显示了在实际图像去噪中的应用潜力。     

移动代理人编程技术与移动用户管理系统探讨

有自我控制与辨识身份能力的移动代理编程技术，不但能够在网路上移动，也能够与其他代理人编程沟通及执行任务。由于移动代理人常常运作于异质的网路或作业系统（operating system)环境，因此，一个具有整体逻辑性操作界面来存取实体结构的管理系统就显得越重要，提出了一个能够追踪和维持移动代理人的管理系统，并且应用于远程教学（distance learning）。此系统的主要目的在于提供移动代理人通用的存取环境。为了能使此系统完全运作，论述了移动代理人通信网路模组、移动代理人演化阶段来支援管理代理人与用户端代理人。另外，也将移动代理人所使用的工具编程整合成为角色扮演（role-settng）物件；此角色扮演物件是符合所谓应用编程驱使元件（application-driven component）的，因此，此系统也能够符合专业化利益的使用者的需求。     

基于参数空间的混合多分辨率绘制

根据点和多边形在表示和绘制物体上各自不同的特点,提出了一种有效绘制细节高度复杂物体的多分辨率方法.3D表面被映射到参数平面,经规则采样成为几何图像,P-Quadtrees是基于几何图像建立的四叉树多分辨率层次结构.通过对四叉树的遍历,面向视点的表面用较大多边形面片绘制,光照细节通过法向映射完成;轮廓部分通过视点相关的LOD(level of detail)控制进行细化,使用点来绘制物体复杂精细的轮廓.通过此方法,细节复杂模型的绘制不仅可以被硬件加速,而且无论在表面还是在轮廓部分都能获得很好的视觉效果.     

三维模型骨架的矫正

对复杂的三维模型进行骨架提取时，目前用各种骨架提取方法得到的骨架均可能产生偏离中心位置和冗余分支的失误情况．为此，提出一种骨架矫正方法，以改正骨架中的这些质量问题．在基于距离场提取骨架后，该方法对骨架的各个关节点进行如下的考察：以关节点为中心，向四周均匀发出辐射线与模型边界相交得到辐射线段，统计这些线段长度的分布以探知该关节点是否位于中心位置．对于偏离中心位置的关节点,使它向中心位置偏移，并修改相应的骨架分支，从而实现骨架的自动矫正．实验表明，新方法能很好地矫正三维骨架，且矫正速度很快，一般不超过骨架抽取时间的2％．     

基于GPU的球面深度图实时绘制

提出了一种GPU加速的实时基于图像的绘制算法.该算法利用极坐标系生成对物体全方位均匀采样的球面深度图像;然后根据推导的两个预变换公式将单幅球面深度图像预变换到物体包围球的一个与视点相关的切平面上,以生成中间图像;再利用纹理映射生成最终目标图像.利用现代图形硬件的可编程性和并行性,将预变换移植到Vertex Shader来加快绘制速度;利用硬件的光栅化功能来完成图像的插值,以得到连续无洞的结果图像.此外,还在Pixel Shader上进行逐像素的光照以及环境映射的计算,生成高质量的光照效果.最终,文章解决了算法的视点受限问题,并设计了一种动态LOD(Level of Details)算法,实现了一个实时漫游系统,保持了物体间正确的遮挡关系.     

图像抽象化的实时增强型绘制

现有的图像抽象化绘制算法主要采用基于图像分割或边缘保持的平滑滤波技术,导致所生成的抽象化图像经常存在明暗对比度较低、画质昏暗模糊、画面色彩表现力不强等问题,为此提出一种增强对比度的图像抽象化绘制算法.首先利用结构张量平滑技术生成光滑连续、显著特征保持的特征流场,然后基于该流场对图像进行沿边缘切向流方向的自适应平滑和沿梯度方向的对比度增强处理,最后使用改进的基于流场的双边滤波或者Kuwahara滤波算法实现图像抽象化的实时绘制.实验结果表明,该算法可显著改善已有抽象化方法的绘制质量,抽象化图像的边界特征明显增强,画质更清晰、层次感更分明.     

基于形状特征与变形保持的动态模型简化

提出了一种基于形状特征与变形区域保持的动态表面多分辨率模型生成方法.该方法使用了基于形状特征的二次误差度量来计算边折叠代价,可以较好的保持模型表面特征.在计算整个变形动画中累加的边折叠代价时,加入相邻帧之间的变形程度信息,以保持变形程度较大区域的细节特征.最后基于整体的边折叠顺序,对每一帧模型进行细微的调整,以得到视觉失真最小的简化网格.文中方法的效率较高,易于实现,并且可以在变形网格的任意帧上生成高质量的、保持良好细节特征的简化模型.     

一种基于物理的雨打树枝动态仿真方法

提出了一种应用物理学原理的树枝和雨滴交互作用的真实感动态仿真技术.树枝和叶柄被描述为一种方便由4种弹簧控制的三棱柱弹簧模型(extended three-prism spring model,简称ETPSM).树枝、树叶的运动源于树枝系统与雨滴相互之间能量的双向转换.二者之间的交互作用可以通过一种高效的技术很好地模拟.该技术被专门设计用来模拟液体在具有亲水性的非刚体表面上运动.当雨滴撞击树枝后,树枝会发生震动与转动;雨滴会沿着树叶表面流动,合并成一个更大的雨滴或者悬挂在叶片边缘;当雨滴从树叶边缘落下后,树枝会弹起并恢复到原来的位置.实验结果表明,该技术能够高效、真实地仿真雨滴撞击树枝系统后的相互作用效果,同时可以简单而有效地模拟杆状物体在外力作用下的弹性形变,诸如旋转、震动等.     

绘制大规模场景的可见性计算技术

高效的可见性计算可大量节省关于场景中不可见部分的计算．较系统地介绍了各种可见性计算技术。首先讨论可见性计算的基础方法；然后讨论可见性计算的高效实现和运用方法，以及一些能很好地提高绘制效率的可见性计算系统．     

基于Lattice Boltzmann模型的液-液混合流模拟

引入了一种二元Lattice Boltzmann Model（LBM），实现丁两种液体组成的混合流的模拟．不同于其它的类似模型，它区分考虑了流体的粘性和扩散特性，可以很容易地模拟各种互溶或者不互溶的混合流现象．此外，由于LBM的运算大都是线性的局部运算，这使得它很容易在可编程图形处理器（Graphics Process Unit，GPU）上进行加速，从而进行实时模拟．给出了若干二元混合流的模拟结果．