基于凸多边形的凸壳算法

确定平面点集的凸壳问题在计算机图形学、图像处理、CAD／CAM、模式识别等众多领域中有广泛的应用。本文根据凸多边形的性质构建了一种新的基于凸多边形的凸壳算法，该算法利用X、y坐标的极值将凸多边形分为几个段，应用凸壳顶点有序性，分段计算凸壳的顶点而得到凸壳。理论分析和实验结果表明，该算法运行速度快效率高，具有较强的实用性。     

平面点集凸壳的快速算法

提出一种计算平面点集凸壳的快速算法。利用极值点划分出四个矩形,它们包含了所有凸壳顶点,通过对矩形中的点进行扫描,排除明显不是凸壳顶点的点,剩余的点构成一个简单多边形。再利用极点顺序法判断多边形顶点的凹凸性并删除所出现的凹顶点,最终得到一个凸多边形即为点集的凸壳。整个算法简洁明了,避免了乘法运算（除最坏情况外）,从而节省计算时间。     

基于当前基线垂直落差最大化的凸壳递归新算法

本文依据同构化凸壳构造基本定理,率先发现并证明了凸壳顶点的分布域性态与垂直落差特性;首次给出当前基线垂直落差最大化的二维点集凸壳算法构造创新思想,提出了比迄今最优秀凸壳算法之一的快凸壳算法效率更高的、基于当前垂直落差最大化的凸壳递归新算法,指出了它具有进一步改造为并行算法的潜力.该新算法的主要特点是:1)找出初始点分布域的所有最外点(其个数,下限为3,上限为8),作为所求凸壳的初始顶点.2)删除这些最外点所构成最外点凸多边形(其边数,下限为3,上限为8)所覆盖的凸壳内点后,把所剩点分布域,分为若干个初始子分布域(其个数,下限为0,上限为4).3) ①对各个非空初始子分布域顺次调用本新算法的递归过程子算法,分别在各初始子分布域中找出其当前基线垂直落差最大点(其个数,下限为1,上限为2),并作为其各初始子分布域内凸壳的新顶点;②删除当前基线与垂直落差最大点所构成基线凸多边形(其边数,下限为3,上限为4)内的凸壳内点后,把所剩点分布域,分为多个更小的子分布域(其个数,下限为0,上限为2);③对各个更小的当前子分布域,分别递归调用过程子算法,以找出其当前基线的垂直落差最大点作为凸壳新顶点.     

平面点集凸壳的实时算法

本文提出平面点集凸壳的实时算法。该算法利用平衡二叉树来代表凸壳的顶点序列,使每次更新凸壳所需计算复杂度为O(log m)。因而n个点的凸壳的计算复杂度为O(n log m),空间复杂度为O(log m),当点服从均匀分布时,算法期望的计算复杂度为O(n)。     

斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通恢复

针对无线传感器网络分区在恢复连通后仍然容错不足的问题,提出斯坦纳树和凸多边形的分区双连通恢复方法.首先,以距离为依据选取现有叶子节点来促使少数未连通的离散节点统一成区;然后,将分区抽象成点后枚举出所有的非退化型四边形,进而将计算得到的四边形中的两个斯坦纳点与4个顶点连接构造斯坦纳边部署中继节点,使分区实现单连通;最后,利用格雷厄姆凸壳算法选取抽象点中的凸壳顶点连接,形成凸多边形实现分区的双连通,并对第2轮连通路径上的中继节点实施休眠唤醒机制.在保证关键节点二次失效不会使网络再次瘫痪的基础上,简化网络结构并降低数据通信延迟.通过仿真,将所提出方案与利用最小斯坦纳树优化中继节点布局的分布式算法(DORMS)和1C-SpriderWeb算法进行对比,对比结果表明所提出方案可减少中继节点的部署数量,延长网络寿命.     

寻求简单多边形凸壳的线性时间算法

本文提出在线性时间内构造简单多边形顶点凸壳的两种算法。第一个算法的基本思想是利用一种技巧对多边形顶点进行筛选，使剩余顶点的角的大小排成递增序，然后用Graham扫描方法删去非凸壳顶点，最后得到多边形凸壳的顶点序列.第二个算法不断删去多边形的凹点及新产生的 凹点，最后得到凸壳顶点序列。这两种算法简单，易于实现，时间复杂性都是O（n)。     

确定平面直线图完全单调链集的算法

本文提出求平面直线图完全单调链集的一种算法。基本思想是,先求平面直线图Ｇ的顶点集的凸壳及其直径,然后求各顶点在直径上垂直投影点,并按投影点的ｘ（或ｙ）坐 标排序Ｇ的顶点,最后按一定规则找出完全单调链集。     

求平面多边形集凸壳的方法

提出一种计算平面多边形集凸壳的快速算法。将多边形集的凸壳根据极值点划分为右上、左上、左下、右下四段,同时对集合中多边形利用其极值点提取右上、左上、左下、右下四个点列段,凸壳的每一段仅受多边形同一类点列段的影响。根据多边形集合的极值点确定四个矩形区域对四类点列段进行筛选,再按给定规则在矩形区域中进行初始找点,可求出四段凸壳初始点列,它们按顺序可确定一平面多边形,求出到此多边形的凸壳即为所求多边形集的凸壳。算法通过分段、分类、筛选等措施提高了计算效率,并且易于实现,其时间复杂度为O（N）。     

确定凸多边形平移时最初碰撞部位的最优算法

本文提出在图形学,机器人学,VLSI设计与CAD/CAM等众多领域中具有广泛应用的下述基本问题:设P与Q为平面内分别具有m与n个顶点的凸多边形,若P沿给定方向d移动将与Q相碰撞,如何根据P与Q的顶点坐标事先确定P与Q相碰撞时两者上的最初碰撞的顶点和边.利用折半搜索技术,本文给出了求解此基本问题的时间复杂度为O(logm+logn)的算法并证明这一算法在时间上是最优的.     

单域双向水平倾角最小化圈绕凸壳新算法

依据同构化凸壳构造基本定理,提出了效率更高的单域双向水平倾角最小化圈绕二维点集凸壳新算法,它实现了对卷包裹凸壳算法、单域单向水平倾角最小化圈绕凸壳算法的改进与创新.本新算法的同构化特点是：1）找出给定二维点集的最低点,即Y轴坐标值最小点（若有多个最小点,则只取最左的最小点）,并作为凸壳逆向（即逆时针）圈绕、顺向（即顺时针）圈绕的共同初始顶点（即最低顶点）.2）双向圈绕寻找最新顶点（即凸壳的下一组逆向、顺向最新顶点,而该组最新顶点＂初始组必为一个,最末组方可一个,其余组总为一对＂ ）：A.过逆向次新顶点作X轴正向射线,并找出当前点集内对该逆向次新顶点正向射线（为始边的）倾角最小的点,此最小点即为当前逆向最新顶点;B.过顺向次新顶点作X轴负向射线,并找出当前点集内对该顺向次新顶点负向射线（为终边的）倾角最小的点,此最小点即为当前顺向最新顶点.3）删除对已得各顶点所构成的子凸壳各内点.4）仅当所剩当前点集非空时才从＂2）＂继续作逐边双向圈绕.     

连接不相交线段成简单多边形(链)的算法及其实现

提出一个如何连接平面上n条线段与一个简单多边形或者简单多边形链的实际问题，并证明了连接平面上线段集S成一简单多边形链的一个充分条件——S中有一条线段连接凸壳CH（S）中不相领顶点。提出了连接平面上线段集S成一简单多边形或者简单多边形链的算法，其基本思想是首先农层计算线段集S的凸壳，并将这些凸壳改变为简单多边形；然后计算各多边形之间的交点，进而删去这些交点；最后俣并若干个简单多边形为一个简单多边形。当S中线段数目n较大时，用分治思想设计分治算法，较好地求解了这个问题。利用计算机求解这个问题具有实际应用价值。     

论二维点集或线段集凸壳生成算法改进与优化的同构化方向

本文指出了迄今为止的现行二维点集或线段集（包括：多边形、封闭折线、半封闭折线、开放线段集等）凸壳生成算法的共同弱点;提出了可改进与优化凸壳算法的同构化凸壳构造基本定理。进而,基于同构化凸壳构造基本定理,阐明了有限二维点集或线段集凸壳生成算法改进与优化的同构化方向,应当是：第一,使凸壳极点（或称顶点）分布域极小化,即让包含凸壳极点的判定区域尽可能小;使极点判定对象直接化,即让所判定对象尽可能接近当前所寻极点。第二,尽力对有可改造潜力的优秀串行凸壳算法施以并行化改造和创新。     

Finding the convex hull of a simple polygon

We describe a new algorithm for finding the convex hull of any simple polygon specified by a sequence of m vertices.An earlier convex hull finder of ours is limited to polygons which remain simple (i.e., nonselfintersecting) when locally non-convex vertices are removed. In this paper we amend our earlier algorithm so that it finds with complexity O(m) the convex hull of any simple polygon, while retaining much of the simplicity of the earlier algorithm.     

基于超球外壳的凸包改进算法

根据凸集中只有最外围的点才有可能是凸点而中心附近的点不可能成为凸点的特性,提出了一种基于超球外壳的凸包改进算法。首先选取给定凸集点的中心,计算所有点与该中心的距离,并对该距离进行归一化处理,使所有的点都映射到一个单位超球体内;其次,选取合适的参数,提取单位超球体的外壳,用外壳中的点构造其凸包。     

平面点集凸包快速构建算法的研究

文章提出了一种提高构建凸包速度的新方法。该算法生成一个网格来管理离散点,在淘汰明显不位于凸包上的点时,将对离散点的取舍转换为对格的取舍,计算工作量只与离散点的范围及网格的密度有关,与离散点的数目无关;同时对点集也进行了初略的排序。在求取剩余点集的凸包时,采用了一种先分段求取凸包边界,最后将这些边界合并成凸包的方法,该方法充分利用了剩余点集所具有的有序性。     

人体三围特征计算的研究与实现

文中提出了一个基于多边形逼近和凸包球取的人体三围特征计算方法。首先给出了一个具有确定性的高效的多边形逼年算法，运用该算法对人体横截面边界进行特征化处理，再通过特征识别抽取人体三围的特征多边形，最后通过计算凸包的方法获取人体三围特征值。文中提出的方法已运用于一个综合化的服装ＣＡＤ系统中。     

Two parallel algorithms for the convex hull problem in a two dimensional space

Two parallel algorithms for determining the convex hull of a set of data points in two dimensional space are presented. Both are suitable for MIMD parallel systems. The first is based on the strategy of divide-and-conquer, in which some simplest convex-hulls are generated first and then the final convex hull of all points is achieved by the processes of merging 2 sub-convex hulls. The second algorithm is by the process of picking up the points that are necessarily in the convex hull and discarding the points that are definitely not in the convex hull. Experimental results on a MIMD parallel system of 4 processors are analysed and presented.     

一种平面点集凸包与三角网格综合生成的算法

平面点集作为一种觉数学模型,其上常做的运算是求其凸包和三角网格,目前二者的研究是独立进行的,鉴于在很多情形下这两种处理结果均需要,提出了一种综合算法：在对离散点集进行ｄｅｌａｕｎａｙ剖分的过程中,增加对三角形边界的判别、管理功能,记录其中作为点集凸包边界的线段,使得在实现剖分的同时产生出点集的凸包,从而提高了算法效率,且当该算法实现单一的点集剖分或凸包功能或是用于简单多边形的凸包与剖分时效果也很好     

简单多边形分解成凸多边形差组合的算法

本文说明一种把简单多边形分斛成凸多边形的差形式的组合的算法。该算法在求一简单多边形凸包的同时求出凸包和原多边形的差(把差称为内多边形),再对内多边形递归地作同样计算便可得到最终结果。最后证明了运算法的时间复杂性为O(N~2),其中N为原多边形的边数。