用遗传算法确定三次β样条曲线的形状参数

研究了三次β样条曲线插值中形状参数的选取问题。给出了三次β样条曲线的能量模型,提出了一种用遗传算法确定插值三次β样条曲线形状参数的方法。对于给定的插值点,以曲线的形状参数作为决策变量,以插值曲线的能量最小作为目标,利用遗传算法确定最优形状参数。实验结果表明利用该算法得到的插值曲线具有较好的光顺性。     

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。     

使用Matlab 7.0处理树脂吸附实验报告

使用Matlab 7．0对树脂吸附实验数据进行了处理,采用一维三次样条插值方法绘制了实验曲线。使用曲线拟合函数polyfit,采用G．E．Boyd液膜扩散方程、Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式等对实验数据进行了线性拟合,拟合结果和使用Origin7．0拟合结果相同,且线性相关系数均接近于1。     

基于三次样条插值的支持向量机研究

在传统支持向量机的分类求解算法中,严格凸的无约束最优化问题中单变量函数X+是不可微的,三次样条插值多项式光滑的支持向量机模型采用的是一种多项式光滑技术,使用三次样条插值二次多项式来逼近单变量函数O+,将原始非光滑的支持向量机模型转化为光滑模型,从而可以使用最常用的最优化的算法进行求解,给出了使用三次样条插值方法来光滑单变量函数的具体推导过程.使用UCI机器学习数据集中的数据,通过实验验证了该模型的有效性.     

EMD过程中数据拟合的算法改进与实现

分析研究了三次样条插值算法和分段幂函数插值算法的数学原理,结合两者的优势,利用端点延拓技术给出了一种更为精确的数据拟合函数构造方法。并通过Matlab软件编程实现,实验表明分段幂函数求解包络线的算法大大提高了EMD分解中数据拟合精度。     

高精度三次参数样条曲线的构造

构造参数样条曲线的关键是选取节点，该文讨论了GC^2三次参数样条曲线需满足的连续性方程，提出了构造GC^2三次参数样条曲线的新方法，在讨论了平面有序五点确定一组三次多项式函数曲线，平面有序六点唯一确定一条三次多项式函数曲线的基础上，提出了计算相邻两区间上的节点的算法，构造的插值曲线具有三次多项式函数精,该文还以实例对新方法与其它方法构造的插值曲线的精度进行了比较。     

具有函数尺度因子的有理分形曲线

带有常数尺度因子的分形插值,是描述具有明显自相似事物的一个有效工具,然而,它却难以精确地刻画自相似较弱的不规则数据.为此,提出一种具有函数尺度因子的有理样条分形插值方法.首先,在迭代函数系统中引入函数尺度因子,构造了一种仅仅基于函数值的带有形状参数的有理分形插值曲线;然后讨论了分形曲线的分析性质,包括分形曲线在尺度因子满足适当条件下的光滑性、分形曲线对插值数据扰动的稳定性以及分形插值函数的收敛性;最后,研究了分形曲线的计盒维数,给出了计盒维数的上下界.数值算例验证了该分形曲线造型的可控性和对噪声的鲁棒性;对海岸线数据插值时,该方法相比B样条、Bézier曲线和三次样条能更好地还原海岸线的粗糙程度;处理股票时序数据时,相比ARIMA和SVM方法,在RMSE等多项指标下更优.     

满足数据点切向约束的二次B样条插值曲线

给出一种二次B样条曲线插值方法.利用数据点的参数化和节点向量的自由度,构造在各数据点满足切向约束的二次B样条插值曲线,直观地控制插值曲线达到预期形状.用文中方法构造插值曲线是一个递推过程,不必预先确定数据点参数值和节点向量、不必解线性方程组,而是在插值过程中根据数据点及其切向的约束条件递推地确定数据点的参数值、节点和控制顶点.该文方法允许插值曲线各段的连接点与数据点不一致,以使得二次B样条插值曲线的形状更自然.而且在满足数据点切向约束的条件下,还可利用节点进一步调控插值曲线的形状.另外,用文中方法构造的二次B样条插值曲线对于数据点的改变具有较好的局部性质.文中最后给出一些例子将该文方法与其它一些插值方法进行比较,实验结果表明,该文方法是有效的.     

可调整C2四次Bézier插值曲线的构造

讨论了构造可调整C2连续的四次Bézier插值曲线问题.用四次Bézier曲线构造C2连续的插值曲线可提供额外的自由度,用于控制曲线的形状.新方法构造辅助曲线用于描述Bézier曲线的形状.自由度由极小化样条曲线和辅助曲线的一阶导矢差的平方的积分确定.讨论了C2连续的四次Bézier曲线需满足的连续性方程.新方法的优点是曲线须满足的连续性方程是严格三对角占优势的、曲线的不连续点在给定的数据点处、曲线是局部可调整的.此外,新方法具有保凸性.最后以具体实例对新方法和现有三、四次样条函数方法做了比较.     

插值型三次样条及保形插值曲线曲面

为直接混合插值点,生成插值曲线和张量积型插值曲面,讨论了插值型样条函数.为生成保形插值曲线和曲面,分析了其不同于非插值曲线和曲面的凸包和保凸的具体含义.推导出三次C~1插值型样条函数公式,构造三次C~1插值样条曲线,给出了插值样条曲线的分段Bezier表示.所得三次插值曲线曲面具有几何不变性、凸包性质、局部可调性.讨论了插值曲线的保凸性质及关于插值数据点前后顺序的对称性.展示了具有和不具有保形性质插值曲线和张量积型插值曲面的实例.     

基于遗传算法的三次样条函数拟合

介绍了遗传算法（ＧＡ）的一种新应用－三次样条函数拟合中的参数估计问题。三次样条函数拟合是曲线拟合的一个认的较好方法,它具有很好的分段光滑性,但三次样条函数拟合涉及到矩阵求逆,离散样本点越多,矩阵就越大,求逆就越繁琐。文中将用ＧＡ用于三次样条函数拟合的系数求解,避开了矩阵求逆的繁琐问题,结合具体例子作了一些探索。文中还对标准遗传算法进行了适当的改进,实验结果说明遗传算法是用于参数估计、优化的有力工具     

三次有理插值样条曲线曲面

利用有理三次Bézier曲线的端点插值性质,导出了构造三次插值样条曲线曲面的一种新的基函数-RB基函数.由RB基函数构造了C1有理三次插值样条曲线和有理双三次插值样条曲面.     

图像插值的多结点样条技术

为了获得质量更好的插值图像,提出了用具有紧支集的多结点样条基函数来进行图像插值的新技术,并首先将1维的多结点样条插值算法推广到2维,建立了用于图像数据的插值公式;然后分析了多结点样条插值方法的逼近精度、正则性、插值核函数的频域特性.对逼近精度、正则性、插值核函数频域特性的比较表明,该插值方法优于传统的三次卷积插值方法,实验结果也证实了用多结点样条插值算法重建的图像具有更高的质量.     

带形状参数的三次三角Hermite插值样条曲线

给出了一种带形状参数的三次三角Hermite插值样条曲线,具有标准三次Hermite插值样条曲线完全相同的性质。给定插值条件时,样条曲线的形状可通过改变形状参数的取值进行调控。在适当条件下,该样条曲线对应的Ferguson曲线可精确表示椭圆、抛物线等工程曲线。通过选择合适的形状参数,该插值样条曲线能达到[C2]连续,而且其整体逼近效果要好于标准三次Hermite插值样条曲线。     

代数曲面混合的切分结合S曲面补洞方法

该文首先采用代数曲线样条逼近的方法参数化混合边界,然后用三次样条曲面混合任意两个隐式代数曲面,实现样条曲面和基曲面之间光滑过渡.进一步,文中采用GB样条混合两张代数曲面,当混合边界为Lissajous曲线、二次曲线、三角函数曲线、双曲函数曲线、悬链线或螺旋线等特殊曲线时,可实现混合曲面精确插值边界曲线.而对于多个隐式代数曲面混合,又首次提出了G1连续的切分结合S曲面片补洞的方法,且每张曲面片的形状都可通过形状参数直观地进行调整.     

插值曲线区域控制的加权有理插值方法

将插值曲线约束于给定的区域之内是曲线形状控制中的重要问题,文中利用分母为线性的有理三次插值样条和仅基于函数值的有理三次插值样条构造了一种加权有理三次插值样条,由于这种有理三次插值样条中含有新的参数,给约束控制带来了方便,给出了将插值曲线约束于给定的折线、二次曲线之上（下）或之间的条件,最后给出了数值例子。     

一种G^2连续的二交一样条插值方法

给出了一种用二次曲线段来插值平面有序数据点列的一种方法,文中的曲线采用隐函数表示面不是常用的参数形式。曲线不是用通常的二曲线方程来表示,而且用一种带参数的函数样条来表示。首先给出了用二次曲线来插值两点,两切线以及在一端点处的曲率达到给定值,其次,给出了用二次曲线样条插值平面上一个有序点列且使曲线达到整体Ｇ＾２连续,最后就用二次曲线对平面闭曲线插值问题进行了研究,该方法对数据点列没有任何限定性要求,     

一种G2连续的二次曲线样条插值方法

给出了一种用二次曲线段来插值平面有序数据点列的一种方法 .文中的曲线采用隐函数表示而不是常用的参数形式 .曲线不是用通常的二曲线方程来表示 ,而是用一种带参数的函数样条来表示 .首先给出用二次曲线来插值两点、两切线以及在一端点处的曲率达到给定值 ;其次 ,给出了用二次曲线样条插值平面上一个有序点列且使曲线达到整体 G2 连续 ;最后就用二次曲线对平面闭曲线插值问题进行了研究 .该方法对数据点列没有任何限定性要求 ,无论是闭曲线还是开曲线 ,都能达到整体 G2连续 .     

有理三次样条的误差分析及空间闭曲线插值

给出了具有线性分母的有理三次样条函数的误差估计,并在柱面坐标系下对一类空间闭曲线的插值问题进行了研究;通过将柱面展开,把空间闭曲线的插值问题转化为平面中的插值问题,利用具有线性分母的有理三次样条函数进行插值;最终得到的空间曲线能达到曲率连续.对该方法的误差进行了分析,数值例子显示插值效果较好.     

连续等距区间上积分值的二次样条插值

目的 在现实中,某些插值问题结点处的函数值往往是未知的,而仅仅已知一些区间上的积分值。为此提出一种给定已知函数在连续等距区间上的积分值构造二次样条插值函数的方法。方法 首先,利用二次B样条基函数的线性组合去满足给定的积分值和两个端点插值条件,该插值问题等价于求解n+2个方程带宽为3的线性方程组。然后,运用算子理论给出二次样条插值函数的误差估计,继而得到二次样条函数逼近结点处的函数值时具有超收敛性。最后,通过等距区间上积分值的线性组合逼近两个端点的函数值方法实现了不带任何边界条件的积分型二次样条插值问题。结果 选取低频率函数,对积分型二次样条插值方法和改进方法分别进行数值测试,发现这两种方法逼近效果都是良好的。同样,选取高频率函数对积分型二次样条插值方法进行数值实验,得到数值收敛阶与理论值相一致。结论 实验结果表明,本文算法相比已有的方法更简单有效,对改进前后的二次样条插值函数在逼近结点处的函数值时的超收敛性得到了验证。该方法对连续等距区间上积分值的函数重构具有普适性。