基于CDD模型的快速图像修复算法

为对图像的缺损部分进行快速自动修复,提出了一种基于曲率驱动修复模型的快速图像修复算法.曲率驱动修复模型由于引入了曲率项,使其偏微分方程为高阶,修复时需要数值求解偏微分方程,大量迭代运算导致修复速度非常缓慢.为加快修复速度.算法将模型的偏微分方程数值化,进一步改造成加权平均形式,利用邻近已知像素直接合成损坏像素,加权系数由曲率和梯度共同确定,使修复按照图像等照度线方向进行,在曲率大的地方将等照度线拉伸,同时由待修复点邻域内已知像素的梯度方差确定修复次序.实验结果表明,显著减小了运算时间,一定程度满足"连接性准则",并且对于较小破损区域修复效果好于曲率驱动修复模型.     

基于曲率模态振型的刚架结构损伤检测

结构损伤前后动力特性的变化来快速、直接、方便地判定损伤的存在、程度及位置．本文采用曲率模态对刚架结构的损伤检测进行了研究．首先用有限元法计算出结构的位移模态振型,然后用差分法计算出曲率模态振型．数值模拟结果表明：曲率模态振型对结构的损伤敏感,可同时确定结构损伤的存在、程度和位置,并且可以用于结构多位置损伤的检测．实验结果证实了数值模拟结论．     

Euler梁弯曲分析的无网格高阶曲率光顺方案

针对Euler梁弯曲问题的无网格法数值求解,提出与挠度近似相一致的高阶曲率光顺方案。采用耦合权函数方法准确施加固定挠度边界条件,并在曲率光顺过程中引入转角边界条件。数值计算结果表明:该方案能精确反映纯弯曲模式和线性弯曲模式;与标准的高斯积分及现有的常曲率光顺方案相比,该高阶曲率光顺方法可显著改善该类问题的数值求解精度。     

曲率驱动与边缘停止相结合的非纹理图像修复

根据等照度线曲率在图像表征中的重要意义,将曲率作为一个控制传导率的因素引入非线性扩散方程,提出将曲率驱动与边缘停止相结合的非线性扩散模型(C&E)应用于图像修复.该模型在实现热扩散的同时强调了保护小曲率和大梯度的重要性,具有能够连接等照度线和强化边缘的作用.针对这一模型进一步讨论了其函数构造方法及其半点显示数值实现方案.实验结果表明C&E模型较经典的Curvature-Driven Diffusions方程在短时间内能更好地修复非纹理图像.     

一种新的三阶非线性扩散图像平滑方法及其算法实现

基于非线性扩散在保留图像重要特征方面表现出的良好性能,通过引入图像局部特征（曲率）,将曲率和梯度联合作为控制传导率的因素引入非线性扩散方程,提出了一个新的三阶非线性扩散方法,并讨论了该方法的数值实现。实验结果表明,这一方法对各种类型的噪声均有好的平滑效果。     

曲率驱动与边缘停止相结合的图像放大

基于非线性扩散在保留图像重要特征方面表现出的良好性能,提出将曲率作为一个控制传导率因素的曲率驱动与边缘停止相结合的非线性扩散模型(C&E模型)应用于图像放大。该模型在实现热扩散时不仅能够连接等照度线和强化边缘,而且强调保护小曲率和大梯度。针对这一模型进一步讨论了其应用于图像放大的初始化条件和数值实现方案。实验结果证明,具有曲率运动、边缘冲击特性和平滑去噪性能的CB-E模型较线性扩散方法能更好地放大图像。     

三角网格曲面上离散曲率改进算法

计算三角网格离散曲面曲率的Meyer方法几何意义简明,计算量较小,但其计算效果仍有进一步提高的潜力。通过对Meyer方法的深入分析,提出了平均曲率构造向量和Gauss曲率构造角的概念,并指出了它们的几何意义,在此基础上构造了对Meyer方法的改进算法。经分析,提出的改进算法精简了各个主要计算步骤,避免了不必要的计算误差。仿真计算结果表明,改进算法是有效的,提高了三角网格离散曲率的计算精度和计算效率。     

曲面处理的曲率域能量优化方法研究*

鉴于曲率在几何处理中的重要性,提出了一种基于曲率域的三维几何处理方法,提供了便于曲面形状编辑、过滤及合成的几何工具。对于给定曲面,估计其主曲率,过滤和编辑其曲率分布,完成曲面空间域到曲率域的映射。采用能量优化处理方法对非线性最小二乘曲面问题进行求解,获得最优匹配于期望曲率的曲面,同时保持原始曲面形状的重要几何属性及特征。实例证明,该方法实用性好,对各向异性光顺、特征增强、多尺度曲率编辑的处理效果理想。     

基于Priwitt算子的偏微分方程图像去噪模型

利用归一化的Priwitt微分算子作为权重,提出了两种融合Gauss曲率和平均曲率扩散的偏微分方程去噪模型,使得它们在去除噪声的同时能保持图像的重要特征。首先,对噪声图像进行Gauss滤波并计算滤波后图像的Priwitt微分算子;然后,新模型根据归一化的Priwitt微分算子自适应地平衡于高斯曲率扩散去噪与平均曲率扩散去噪之间,从而去除图像的噪声。利用偏微分方程有限差分法给出了新模型的离散迭代格式,并进行了数值实验。实验结果表明,新模型不仅迭代收敛的速度快,而且在均方误差和峰值信噪比两个评价指标上均优于单一曲率扩散去噪模型,并更好地保持了图像的细节特征。     

基于NURBS曲面拟合的三角网格曲率计算

针对三角网格提出了一种基于NURBS曲面拟合的计算Gauss曲率和平均曲率的算法。首先选取边界检测后的二阶邻点作为局部拟合数据,采用直接投影法实现参数化,由二次NURBS曲面进行最小平方拟合反算控制点矩阵,最后由拟合曲面计算曲率。并从三角网格分辨率和噪声两方面进行了比较,实验结果表明本文算法精度高、较其他算法稳定,因而更具通用性。     

基于均方根曲率和绝对曲率的三维人脸特征定位

三维面部特征的定住是三维人脸识别中的关键步骤,有效、简洁、清晰的轮廓特征是快速准确人脸识别的前提所在。本文首先简要介绍了目前主流的几种基于曲率的定位方法,然后通过进一步计算均方根曲率和绝时曲率,对于同样的图像得到了更好的特征定位效果。     

三维模型表面特征的水墨效果渲染算法

提出一种对三维模型实现水墨效果渲染的两步二维纹理映射方法.该方法首先通过模型顶点的视线向量和法线向量的点乘积计算其夹角的余弦值,作为第一步的纹理坐标进行映射;再通过欧拉公式计算径向曲率及其方向导数值,作为第二步映射的纹理坐标.为达到实时的交互浏览,在第二步映射时还可采用基于视点无关的曲率特征的映射策略(如平均曲率、高斯曲率、主曲率等).在快速生成水墨画效果的同时也显示出更多的特征细节.     

三维CAD曲面模型距离-曲率形状分布检索算法

产品三维CAD模型检索对实现产品设计信息的有效重用具有重要意义和作用.针对在工程应用中存在大量含有曲面的产品,提出一种基于距离-曲率形状分布的三维CAD曲面模型检索算法.首先在模型表面随机取点,计算出所取点的曲率以及该点到模型质心的距离;然后以模型质心为球心,统计处在不同半径球壳间所取随机点的曲率分布,分别以球壳半径和曲率为坐标轴构建距离-曲率平面网格,并统计每个网格中随机点出现的频次,从而形成距离-曲率矩阵;最后利用特定的规则计算矩阵的相似值,用该值衡量2个模型的相似程度,实现模型的相似性检索.实验结果表明,文中算法的检索性能比传统的形状分布算法有较大提高,尤其适用于自由曲面模型的检索.     

基于视觉的刀具特征点识别及定位算法

为满足电荷耦合器件(CCD)相机投影测量中定位刀具特征点快速、高精度的识别要求,提出了一种改进k—余弦曲率的识别算法。采用一种固定支持领域的夹角曲率计算方法,在获取曲线转动率的同时记录其弯曲方向。将常见的刀具轮廓特征点分为LL—C型、AL—T型和AL—C型三种形式,通过特征点附近的曲率特征分析,实现对特征点的精确定位。为验证该算法的有效性,利用标准轮廓样板进行仿真实验,其结果表明,该方法对刀具特征点的识别及定位误差低于2个像素。     

三角形网格模型顶点曲率的求解算法*

推导了一般三角形网格模型顶点的平均曲率、高斯曲率和主曲率的计算方法,考虑到经常遇到粗糙三角形网格模型,为提高其曲率计算方法的精度,结合Loop细分曲面算法,进一步拓展了该曲率计算方法.该算法用于具有特征保持的网格模型简化取得了良好的效果.     

三角网格曲面上离散曲率估算方法的比较与分析

对国际上近几年提出的三角网格曲面上估算平均曲率的7种方法和估算高斯曲率的4种方法,进行了系统的总结与大量的实验,并给出误差统计和分析比较,给出了对高斯曲率和平均曲率的估算效果最优的方法,以及较稳定和误差较小的几个新公式．     

保形五次几何Hermite插值的构造算法

讨论了计算机辅助几何设计中的GHI问题,GHI曲线需要型值点处的切线和曲率信息,所以GHI曲线比一般的插值曲线更困难.首先将保概念引入到GHI曲线,再用分段五次Bezier曲线构造了GC2保形GHI算法.该曲线的所有Bezier点由型值点及相应的曲率信息直接计算产生,无需求解矢量方程组,因此该曲线计算简单,局部修改方便.最后,两个数值例子被给出。     

基于曲率和熵矩阵特征的商标图像检索

针对二值商标图像的特点,提出了一种综合边界曲率特征和图像分块熵矩阵特征的检索算法。首先,根据微分几何中曲率的定义,计算图像形状边界上每一点的曲率,并统计得到曲率直方图作为边界特征。然后,在图像分块的基础上,计算每一分块子图像的信息熵,得到熵矩阵,求该矩阵的奇异值作为区域特征。最后,综合这两个特征进行检索。实验表明,边界和区域特征综合使用较之单一特征有着更好的检索效果,并具有较好的几何不变性。     

同时测量曲率和温度的高灵敏度光纤传感器

提出了一种基于光纤模式干涉仪的同时测量曲率和温度的传感器。采用多模—光纤锥—多模光纤熔接方式形成光纤模式干涉仪,多模光纤(MMF)作为耦合波导长度设置为半自聚焦长度,将纤芯中大部分能量耦合至包层中,以此激发高阶包层模式,对中间单模光纤(SMF)进行熔融拉锥处理,进一步激发高阶包层模式并控制包层损耗,增加干涉条纹消光比,从而增加传感器的灵敏度。通过检测干涉谷值波长以及干涉谷值功率的变化,实现对曲率和温度的高灵敏度同时探测,设计的光纤模式干涉仪的消光比高达40 dB,曲率灵敏度高达141.63 dB/m~(-1),温度灵敏度为71.43 pm/℃。     

基于曲率的灰度图像拼接研究

在图像处理过程中,经常需要对剪切后的图像碎片进行拼接,提取灰度图像碎片的边界,计算出边界上各离散点处的曲率,每条边界上各点处的曲率构成了信号序列,分段计算两个信号序列的相关系数.由于曲率的位移不变性和旋转不变性,两条切口上各吻合点处的曲率理论上相等.本文验证了当相关系数取得最大值时,两条切口恰好吻合,从而实现灰度图像的自动拼接.