视锥体裁剪几何算法研究

从几何角度出发,以投影理论为指导,设计了一种降维投影的视锥体裁剪几何算法。基本思想是基于视锥体构建计算坐标系,在计算坐标系下,向两个投影平面做正投影。空间中被裁剪线段与视锥体的位置关系被简化为投影平面内线段与等腰梯形的关系。这种几何化的降维方法有利于解决空间几何奇异问题。构建了空间视锥体裁剪中线段与视锥体的各种位置关系的测试样本,特别是78种处于几何奇异状态的位置关系,用于综合评估算法的速度和稳定性。用C语言在VC++平台上分别实现了投影降维的视锥体裁剪几何算法、经典的Liang-Barsky算法和与6个面分别求交的一般算法。在定性分析基础上,利用测试样本对3种算法做了计算速度与稳定性方面的测试对比。     

基于OpenGL和3DS Max的部队虚拟荣誉室漫游场景的建模

部队虚拟荣誉室漫游场景模型是利用3DS Max建立模型,基于OpenGL三维图形库,使用编程语言,实现模型建立、虚拟漫游和交互的功能。通过读取3DS文件,构建展览物品模型;借助OpenGL对导入的展览物品模型3DS文件进行处理,并对场景设置合适的位置坐标,进而构建虚拟荣誉室静态场景;基于碰撞检测等虚拟漫游中的相关技术,通过键盘和鼠标实现虚拟荣誉室场景在任意方向上的浏览;另外,还可实现缩小、放大、旋转等基本功能,增强了该虚拟荣誉室的真实感和游览用户的沉浸感。部队虚拟荣誉室的建立,体现了部队现代化建设的稳步推进的成果,为崇尚荣誉的当代革命军人核心价值观的进一步巩固,奠定了坚实科学技术基础。     

大规模室外场景漫游中入口问题的研究

提出一种综合适用于室内外场景的、添加更多细节的快速漫游方法.将室外场景漫游的预处理四叉树中加入层级入口的视载体,从而可以和室内场景漫游的BSP算法有机地结合起来,以期可以成为综合性场景的一种漫游和渲染的解决方案.     

基于自适应二叉树的场景视锥体裁剪算法

建立逼真而丰富的三维场景是可视化领域的主要任务.场景的数据管理和可见性判断对后续渲染的质量和效率起到了至关重要的作用.为了弥补传统场景组织方式在实际应用中的缺陷,本文采用自适应二叉树场景组织算法对场景进行管理,采用层次化裁剪的方式对场景树的节点进行视锥体裁剪,在裁剪过程中所操作的对象是节点中的包围球和包围盒.实验表明,这种基于包围球和包围盒的层次化的视锥体裁剪算法大大的减少了参与裁剪的节点的数量,提高了裁剪的精确性,具有较好的裁剪效率和较高的稳定性.     

基于优化八叉树的场景视锥体裁剪算法

大体量3D模型容易导致浏览器端渲染帧数低、显示卡顿及资源消耗大等问题,其原因是这类模型通常包含数以亿计的三角面片,在有限的时间内无法实现快速加载与渲染。针对此类问题,提出一种基于优化八叉树的场景视锥体裁剪算法。该算法采用地址码（Morton码）、节点视距标准和按需增量划分技术,使得八叉树具有自适应性与良好的压缩效率;采用双层包围体和基础相交测试技术,提高视锥体裁剪的精确性,整体上实现提升渲染帧数、显示流畅的目标。高速列车实例模型研究表明,与传统八叉树视锥体裁剪算法相比,所提算法平均渲染帧数上提高了约14帧,空间压缩率提高了37.8个百分点。     

基于球面全景图的虚拟场景实时漫游系统

设计并实现一种基于球面全景图的虚拟场景实时漫游系统。虚拟场景的实时漫游可以通过对球面全景图进行重投影完成。通过重投影球面全景图的可视部分到视平面上,可以生成虚拟场景在不同视线方向上的透视视图。使用球面全景图的重投影算法可以模拟相机的旋转运动,通过改变相机的视域,可以模拟相机的变焦运动。针对直接使用重投影不能满足球面全景图实时绘制的问题,在对球面全景图的重投影算法进行仔细分析的基础上,提出使用查找表和增量计算进行加速的策略。实验结果表明,优化后的系统能够对基于球面全景图的虚拟场景进行实时漫游     

波函数坍缩算法在数字城市仿真中的应用研究

针对目前市场虚拟仿真项目中所存在的大型场景建模制作时间长、成本高,无法实现虚拟自由场景快速化、程序生成合理化等问题,采用波函数坍缩算法进行场景模型实时生成,采用动态调度算法进行调度显示,并基于Unity实时3D互动内容制作平台构建虚拟漫游测试.经过研究并制作出无边界的虚拟城市漫游仿真系统.通过实验数据测试可以得出,通过...     

鱼眼图像校正和配准算法研究

提出一种对鱼眼图像进行校正和配准的算法。首先把鱼眼图像从相等距离投影模型映射到参数化球面投影模型,使得合成球面全景图成为一个平移求解问题。然后使用非线性优化算法进行图像的配准。在合成场景的球面全景图以后,通过重投影球面全景图到视平面来完成虚拟场景的实时漫游。     

平面阴影算法研究与实现

阴影对提升图形的真实感具有重要意义。探讨了平面阴影生成算法，针对平面阴影算法在实际应用中的缺点，利用OpenGL的模板缓冲技术实现阴影裁剪，利用基于截锥体的裁剪矩阵消除假影和反影现象，并利用OpenGL累积缓冲技术实现软阴影。较好解决了平面阴影算法的缺点，程序计算量小、效率高，图形的真实感和场景的可视化效果得以提升，达到良好的效果。     

基于OpenGL的虚拟漫游技术研究

以室内漫游系统开发为例,描述了基于OpenGL的虚拟漫游系统的构建过程,探讨了构建过程中3DS文件导入、OpenGL绘制、漫游控制和碰撞检测等一些技术问题.实验结果表明,该系统基本实现了三维场景的实时漫游,效果良好.     

基于FCM聚类和模板匹配的视频马赛克检测方法

马赛克是数字电视节目中常见的一种视频缺陷现象,会造成视频质量的下降,因此在视频序列中有效地定位并修复马赛克块变得越来越重要。本文提出一种基于FCM模糊聚类和模板匹配的方法检测视频中的马赛克块,首先,使用canny边缘检测方法检测图像的边缘。其次,使用FCM聚类方法对像素进行分类。最后,利用模板匹配的方法检测马赛克块。基于OpenCV库函数进行算法实现,实验结果验证了所提算法的有效性。     

高炉料面特征提取与聚类分析

布料是高炉上部调节的主要方式,料面形状特征是指导高炉工长做出下一次布料决策的重要依据.本文通过分析高炉雷达实测料面数据,结合专家经验,提出了一种料面特征定义和提取的方法,提取出了能够表征料面形状的6个特征;然后将谱聚类算法引入到料面特征数据的聚类中,建立了料面特征模型库;最后将新的料面特征与模型库数据匹配,为后续高炉布料控制奠定研究基础.在仿真结果中采用真实高炉生产数据,验证了料面特征提取方法的有效性.仿真结果表明谱聚类算法相比传统的K-mean和模糊C均值聚类算法,具有收敛速度快,聚类性能高等特点,能够准确有效地建立料面特征模型库.     

两种聚类算法在顾客行为分析中的应用比较

分析网络群落划分的GN聚类和模式识别中AP聚类两种算法的设计思想和特点;以图书借阅记录为例构建了顾客聚类的数据集,进行了两种算法的聚类比较。研究表明,两种算法从不同角度揭示了顾客群体的结构特征,GN聚类结果与顾客的宏观特征分类相接近,而AP算法结果反映出顾客需求的分布特征。探讨了算法设计原则对实验结果产生的影响。这些工作可为聚类算法的设计改进和顾客行为的数据挖掘等研究提供一定的参考。     

基于改进基因库的检测器生成算法

在基因库生成检测器算法中,一般是把被删除的记忆检测器进行基因突变后的基因或非自体集样本加入到基因库中来初始化并更新基因库。经过若干代之后,在基因库中会出现一些相似性比较大的基因,形成基因的聚类现象。通过定期的对基因库进行聚类,变异,约减,提高成熟检测器对入侵的检测多样性。实验结果表明,该方法是有效的,能在快速生成检测器的同时,提高对未知入侵的检测能力。     

A possibilistic clustering approach to novel fault detection and isolation

In this paper, a new approach for fault detection and isolation that is based on the possibilistic clustering algorithm is proposed. Fault detection and isolation (FDI) is shown here to be a pattern classification problem, which can be solved using clustering and classification techniques. A possibilistic clustering based approach is proposed here to address some of the shortcomings of the fuzzy c-means (FCM) algorithm. The probabilistic constraint imposed on the membership value in the FCM algorithm is relaxed in the possibilistic clustering algorithm. Because of this relaxation, the possibilistic approach is shown in this paper to give more consistent results in the context of the FDI tasks. The possibilistic clustering approach has also been used to detect novel fault scenarios, for which the data was not available while training. Fault signatures that change as a function of the fault intensities are represented as fault lines, which have been shown to be useful to classify faults that can manifest with different intensities. The proposed approach has been validated here through simulations involving a benchmark quadruple tank process and also through experimental case studies on the same setup. For large scale systems, it is proposed to use the possibilistic clustering based approach in the lower dimensional approximations generated by algorithms such as PCA. Towards this end, finally, we also demonstrate the key merits of the algorithm for plant wide monitoring study using a simulation of the benchmark Tennessee Eastman problem.     

基于路口信息的出租车异常轨迹检测

针对出租车的异常轨迹检测问题,根据已有的出租车GPS数据,结合城市道路路口信息,提出了一种基于路口的异常轨迹检测算法（Intersection-Based Anomalous Trajectories Detection,IBATD）。该算法将GPS数据进行地图匹配,并将匹配后的GPS轨迹以路口的形式描述,再以多叉树的方式实现轨迹聚类。通过计算待测轨迹的轨迹概率,并与给定异常阈值进行比较,将轨迹分类为正常或异常。与经典的基于Hausdorff距离的谱聚类算法相比,多叉树轨迹聚类具有更准确的轨迹模型库、更快的运算速度以及实时检测的特点。     

基于属性相似性度量的 BIM 构件聚类

近年来,随着建筑信息模型(BIM)构件库资源在互联网上迅猛增长,对大量 BIM 构件资源的聚类和检索应用变得日益迫切。现有方法还缺乏对 BIM 构件所承载的领域信息提取, 基于 BIM 构件所承载的领域信息,对 BIM 构件库资源开展聚类研究：①针对 BIM 构件,提出 了一种基于属性信息量的 BIM 构件相似性度量算法,以充分利用 BIM 构件属性信息。通过与 传统的Tversky相似性度量算法以及几何形状相似匹配算法相比,其在相似性度量上效果更好。 ②基于 BIM 构件间的相似性度量算法,提出了一种 BIM 构件库聚类方法。并在 BIMSeek 检索 引擎中集成了 BIM 构件的关键字检索功能以及分类器查看功能,为用户提供更丰富的检索和查 看方式。通过与传统的 K-medoids 和 AP 聚类算法相比,其聚类方法效果更好。     

云计算环境下基于分形的聚类融合算法研究

传统的聚类算法不适用于处理海量和高维数据。针对云计算环境下,利用集群系统的并行计算能力,实现海量数据的聚类问题,给出了云计算环境下基于分形维数的聚类融合算法。该算法首先对基于分形维数的聚类算法进行改进,使之更适用于并行计算,其产生聚类作为初始聚类成员;再结合投票算法的融合策略实现融合。最后,对基于分形维数的聚类融合算法在云计算环境下实现并行计算。通过在UCI数据集上的对比实验来验证该算法的有效性。