基于信息熵种子点选取的流线可视化

有效的种子点选取方法是影响流线分布洞悉流场特性的关键。在保持流场变化规律与重要特征准确描述前提下,为了解决由过多流线所导致的遮挡与杂乱问题,提出了基于贪婪策略和蒙特卡洛的两种种子点选取方法。基于贪婪策略的种子点选取方法通过流场信息熵的计算,对流场中的关键特征具有高度敏感性。基于蒙特卡洛种子点选取方法根据均匀随机分布函数生成输入,基于信息熵计算输入点影响半径确定流线分布。通过多个数据集对两种选取方法实验,结果表明基于贪婪策略选取方法可高效捕获流场的关键特征,基于蒙特卡洛方法选取流线更加均匀,保持了流场全局变化规律,两种方法的结合得到更优化的流场可视化效果。     

基于信息熵的流线质量评估和布局算法

基于流线的矢量场可视化是科学可视化的重要分支,在许多领域都有重要应用。但是现有的可视化方法很难有效评估流线对矢量场信息的反映程度。为了解决这一问题,提出了一种基于信息熵的矢量场种子点评估和布局算法。首先,基于信息熵进行初始布点捕捉矢量场中的主要特征,并利用模板将这些特征加强显示。然后,基于生成的流线恢复中间矢量场,通过恢复的矢量场和输入矢量场的条件熵值量化评估现有流线对矢量场的信息反映程度。根据条件熵和重要性添加新种子点。重新评估流线质量,反复迭代直到条件熵收敛。实验表明,该方法可以用较少的流线反映出矢量场中较多的信息。     

基于流线的流场可视化绘制方法综述

流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析.流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于纹理的方法(如LIC、噪声点、IBFV等).流线可视化是流场可视化的一个重要且常用的几何可视化手段.在流线可视化的研究中,流线的放置是整个流线可视化的重点,流线的数目和位置影响了整个可视化效果.当流线放置过多时,会造成视觉的杂乱;而流线放置过少会使流场信息表达不完整,无法传递完整的信息给领域专家.为了实现对科学数据的精确显示,流线可视化产生了两个重要的研究方向:种子点的放置和流线的约减.文中介绍了种子点放置方法和流线的约减方法的相关研究,总结了在2D和3D流场上出现的一些问题和采取的解决方案,并针对日益增长的科学数据,提出流线可视化下一步需要解决的问题.     

基于流线纹理合成的2D矢量场可视化

针对科学试验数据可视化问题,提出了一种2D矢量场可视化的方法－流线纹理合成方法,即通过将1D纹理映射到流线上,再利用流线纹理来合成可视化图象,因为移动1D纹理很容易形成矢量场动画。该方法是利用局部区域内流线的近似平行性,首先依据临界点来设定流线宽度,然后把流线绘制成多条平行流线,再分别将多条不同的1D纹理映射到流线上,从而能够加快计算。实际结果表明,由于流线纹理合成的纹理图象上清楚地显示了流线,因而反映了矢量场的方向信息,同时,该方法计算速度快,可以达到交互可视化的要求。     

基于分数阶微分的流线增强方法

为增强流线间强度对比,提高矢量场可视化效果,提出了一种基于分数阶微分滤波的流线增强方法.该方法通过构造分数阶微分算子,对卷积纹理在垂直矢量方向上进行分数阶微分滤波,增强了矢量线间的对比,改善了图像质量.实验结果表明,该方法能有效地增强矢量场流线可视化效果,为分析流场特征提供帮助.     

基于距离分布信息熵的商标图像检索

提出了一种基于距离分布信息熵的图像检索方法,该方法首先对图像的目标区域进行区域划分,然后提取区域的信息熵作为特征来描述图像形状,最后使用欧式距离度量熵矢量之间的相似性。实验结果表明,距离分布信息熵能有效地刻画出二值图象的形状特征,并且具有良好的平移、旋转及尺度不变性,检索结果符合人眼的视觉感受。     

基于光照模型的流线绘制算法

本文将光照模型运用在线单元上 ,考虑环境光、漫反射光、镜面反射光等对流线的作用 ,并加上透明效果 ,从而增强用户对流场空间信息的洞察力。     

基于时间延迟的矢量场可视化方法的应用研究

矢量场可视化是科学计算可视化中最具有挑战性的研究课题之一。该文提出了一种基于时间延迟逐步生成、绘制和显示流线的方法,从而把稳定的二维矢量场的拓扑结构、方向、速度等特征以动画的形式显示出来。实验证明此方法简单、直观、形象。     

基于信息熵和词频分布变化的术语抽取研究

在分别研究了基于信息熵和基于词频分布变化的术语抽取方法的情况下,该文提出了一种信息熵和词频分布变化相结合的术语抽取方法。信息熵体现了术语的完整性,词频分布变化体现了术语的领域相关性。通过应用信息熵,即将信息熵结合到词频分布变化公式中进行术语抽取,且应用简单语言学规则过滤普通字符串。实验表明,在汽车领域的语料上,应用该方法抽取出1300个术语,其正确率达到73.7%。结果表明该方法对低频术语有更好的抽取效果,同时抽取出的术语结构更完整。     

适用于异构集群的混合并行流线生成系统

流线是流场可视化的主要方法之一,而针对大规模流场的流线生成由于计算量大往往需要采用高性能计算机这样的并行计算环境结合并行化算法以实现计算加速.在当前异构计算系统越来越普遍的情况下,为了充分利用并行异构计算环境的计算能力,实现更高效的并行流线生成,本文采用了基于数据并行原语结合分布式消息通讯的技术架构,设计了一套适用于异...     

三维流场的流线提取算法

为了有效地解决三维流场可视化中由于播种流线所产生的众所周知的遮挡和杂乱问题,呈现出清晰的流场模式与流场的重要特征,提出一种基于迭代最邻近点(ICP)与K均值聚类的流线提取算法.首先利用ICP算法实现流线间轮廓特征上的配准,并根据几何相似性进行排序;然后利用K均值聚类算法对流线分组;最后根据用户指定密度约简多余相似性流线,并以此结果重构矢量场来评价文中算法的精确度.将文中算法应用到多个数据集进行实验并与已有的流线分布的最新算法进行比较,结果表明,该算法能更有效地反映流场的关键特性,大大提高了三维流场数据集的可读性.     

彩色多普勒图像心脏流场流线可视化方法

为了解决心脏流体运动状态的可视化描述问题,根据心脏流场超声图像的特点,提出一种基于彩色多普勒图像信息的心脏流体运动平面流线可视化描述方法.该方法采用点源和点汇表示二维观测区域的三维流动,通过拓展流函数计算原理实现多普勒流函数值的计算;以点源和点汇作为平面流线的起点和终点,根据同一流线上多普勒流函数值相等的原理绘制平面流线;选取平面流线中的封闭曲线获得心脏流场内涡流流线图.实验结果表明,文中方法能够对彩色多普勒图像中的流体运动状态进行有效的可视化描述,并能有效地描述心脏流体的涡流运动状态,为心脏流体运动状态的有效可视化观察和精确量化评价提供了一种新方法.     

基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法

针对异常轨迹检测多特征检测和检测单元造成的检测效率低等问题。提出一种基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法。该算法根据轨迹偏转角与速度将轨迹分割成若干轨迹段,计算轨迹段间加权多特征距离判断轨迹间相似度,进而完成轨迹聚类并计算出每类代表性轨迹,然后对待检测轨迹进行分割,利用代表性轨迹计算每个轨迹段的信息熵,通过比较轨迹信息熵大小及其分布特点实现异常轨迹检测。大西洋飓风数据仿真实验结果表明该方法提高了聚类效果,克服以整条轨迹检测效率低的缺点,提升了异常轨迹检测算法的有效性。     

基于平面矢量场的可视化方法的研究

平面矢量场可视化是科学计算可视化的重要研究内容.矢量场以直观的图形图像显示场的运动,透过抽象数据有效洞察其内涵本质和变化规律,广泛应用于计算流体力学、航空动力学、大气物理和气象分析等领域.对平面矢量场进行可视化的方法有很多种,常见的有点图标法、流线法、线积分卷积法和拓扑分析法等.论文主要研究常见的可视化方法,分析它们的性能,并通过实际的例子,对具体的可视化结果图像进行比较.通过该研究,能够给人们在选择可视化方法时提供依据.     

基于平面矢量场的可视化方法的研究

平面矢量场可视化是科学计算可视化的重要研究内容。矢量场以直观的图形图像显示场的运动,透过抽象数据有效洞察其内涵本质和变化规律,广泛应用于计算流体力学、航空动力学、大气物理和气象分析等领域。对平面矢量场进行可视化的方法有很多种,常见的有点图标法、流线法、线积分卷积法和拓扑分析法等。论文主要研究常见的可视化方法,分析它们的性能,并通过实际的例子,对具体的可视化结果图像进行比较。通过该研究,能够给人们在选择可视化方法时提供依据。     

纹理流线:一种有效的二维向量场可视化方法

向量场可视化是可视化研究的一个焦点.流线能够很好地表现向量场的局部信息,并被用于二维向量场的全局显示.从信号分析的角度讨论了基于流线的全局向量场可视化方法的频域特点,指出其结果图像视觉效果的优缺点.在此基础上提出和分析了一种新的方法:纹理流线方法.新方法的频域意义更为明确,计算简单且开销小.     

基于高精度流线生成的交互流场可视化

高效准确的流线绘制一直是流场可视化的重要研究内容,流线可以对流场的重要特征进行有效的稀疏表示,但流线需要长期的粒子追踪过程及大量的积分计算,在面向大规模流场可视化时时间效率较低,需要高性能计算设备进行辅助计算.本文通过设计一种基于深度学习的高精度流线生成算法,将初始的低精度流线快速映射为稠密的高精度流线,可以在较短的时间内快速生成可靠的流线可视化结果,并在此基础上设计了交互式实时流场可视化系统,涵盖了流场的特征检测,属性关联分析,信息论分析等,帮助用户快速了解流场数据,找到自己感兴趣的区域进行后续进一步深度分析,避免了获取过多冗余数据,同时优化了分析工作的效率,满足用户对于流场结构,特征属性等多维度进行关联分析的需求.     

基于颜色分布矢量的图像检索方法

提出采用颜色分布矢量来描述图像的颜色特征,该矢量既考虑了颜色的统计特征,又包含了图像颜色的空间分布特征。实验结果表明,该方法在彩色图像相似性检索时是很有效的,具有较高的检索效率。     

矢量场可视化线积分卷积方法研究与系统设计

随着矢量场数据规模的增加,不论是采用流线还是基于LIC技术绘制流场,其绘制速度都是评价其性能的重要指标,此外由于流线数量增加,流线会在临界点附近产生长流线汇聚问题,导致视觉混乱,冗余计算过多等问题。为了解决上述问题,提出了改进的平坦种子生成策略和FSeedLIC算法,设计并实现了矢量场可视化系统。通过实验表明采用改进的平坦种子生成策略的流线生成算法其加速效果平均能达到70%,产生的流线更加均匀,解决了长流线在密集区域汇聚的问题;FSeedLIC算法相对LIC算法在得到相同的可视化效果的条件下,其加速比平均在60%以上。     

表意性方法在三维流线可视化中的应用综述

流线可视化是流场可视化的重要方法,其能直观地表达流场的结构和流动趋势。但在三维流场使用流线可视化时,不恰当地绘制方法、选择方法、呈现方式会导致可视化结果表达能力差,用户很难从中高效获取流动信息。重点对解决该类问题的表意性可视化方法进行了调研,为了全面反映表意性方法在三维流线可视化中的研究进展,对近十几年国内外具有代表性的论文进行了系统地阐述。首先介绍了表意性可视化方法的相关概念,然后将视觉感知增强类、可见性管理类和焦点+上下文等表意性方法在三维流线可视化中的应用进行分类阐述,并讨论了各种方法的优缺点。最后总结分析了表意性方法在三维流线可视化中面临的问题和挑战,并对未来的研究方向进行了展望。