基于有序简单多边形的平面点集凸包快速求取算法

凸包问题是计算几何的基本问题之一，在许多领域均有应用。传统平面点集凸包算法和简单多边形凸包算法平行发展，互不相干。本文将改进的简单多边形凸包算法应用于平面点集凸包问题中，提出了新的点集凸包算法。该算法首先淘汰掉明显不位于凸包上的点，然后对剩余点集排序，再将点集按照一定顺序串联成有序简单多边形，最后利用前瞻回溯方法搜索多边形凸包，从而得到点集的凸包。本文算法不仅达到了Ｏ的理论时间复杂度下限，而且算法     

Graham算法求解凸包问题中的隐私保护

凸包问题是构造其他几何形体的有效工具。保护私有信息的凸包求解问题是一个特殊的安全多方计算问题。基于安全多方计算的基础协议,设计了一个保护私有信息的凸包求解协议,解决了基于隐私保护的凸包求解问题,并讨论和分析了其安全性和正确性。     

一个改进的简单多边形凸包算法

凸包问题是计算几何的基本问题之一，在许多领域均有应用。该文通过给出反例，证明文献[4]提出的简单多边形凸包的双动线检测算法不能正确求出任意多边形的凸包，并分析了其缺点，提出了一个改进的算法。改进的算法解决了线性算法所不能解决的自交问题，且实现简单。     

人体重心动摇轨迹包络面积的快速算法

传统的人体重心动摇轨迹包络面积计算方法是先确定包络所有点的凸包形状,再计算凸包的面积,其最优时间复杂度接近O(nlbn)。针对上述问题给出一种近似凸包计算方法,通过计算点集在不同旋转角度下的坐标,查找X轴和Y轴的最大最小极值点,快速标定构成凸包点,确定凸包形状。算法的时间复杂度接近于O(n)。实际应用证明,该算法能满足精度要求,提高人体重心动摇轨迹包络面积计算速度。     

基于样本选择的最近邻凸包分类器

最近邻凸包分类算法是一种以测试点到各类别样本凸包的距离为分类度量的最近邻分类算法。然而,该算法的凸二次规划问题优化求解的较高的计算复杂度限制了其在较大规模数据集上的应用。本文提出一种样本选择方法——子类凸包生长法。通过迭代,选择距离选出样本凸包最远的点,直到满足终止条件,从而实现数据集的有效约简。ORL数据库和MIT-CBCL人脸识别training-synthetic库上的实验结果表明,子类凸包生长法选出的少量样本生成的凸包能够很好的表征训练集,在不降低最近邻凸包分类器性能的同时,使得算法的计算速度大为提高。     

关于求平面点集凸包的一个O(n)时间算法的商榷

王志强等于1998年提出了一个计算平面点集凸包的新算法，并且声称该算法的最坏时间复杂度为O(n)，从而为张性时间排序提供了可能性，该文对王志强等提出的求平面点集凸包算法的时间分析提出了不同观点，进一步明确了平面集凸包算法和排序算法的时间下界为Ω(nlogn).     

涡轮叶片凸包强化传热的数值仿真研究

为了提高发动机高温涡轮叶片的冷却效率,延长使用时间,通过增强换热技术,采用数值仿真计算方法,在Realizable k-ε湍流模型上对球形凸包壁面的光滑矩形通道进行了换热特性研究,分析了凸包区域流场特性以及导致凸包区域换热增强的机理.在Re=20000 ～60000的范围内比较了三种不同凸包深度的换热性能,研究了凸包深度对换热和流阻的影响,计算结果表明随着凸包深度增加,换热增强因子和流阻增大因子增加,平均综合换热性能也有所增强.计算数据显示Re数对凸包壁面的换热增强因子和阻力增大因子的影响相对较小,对平均综合传热性能的影响也相对较小.仿真结果验证-了仿真模型可为增强换热性能设计提供依据.     

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。     

基于平面的均匀分布和正态分布点集的凸包加速算法研究

研究怎样对于平面散乱点集进行的凸包算法的加速,主要的思想是计算一个点集的边界,摒弃边界范围内的点集,并且对于均匀分布和正态分布分别计算了最适合的加速因子,得到了平均意义上的O(n)的凸包算法.     

利用正负划分性求平面点集凸包的最优算法

求平面点集的凸包是计算几何的一个基本算法。目前的算法较多,但这些算法均较复杂,为降低算法复杂性,首先从分析直线的正负划分性入手,利用其来对平面点集进行分类,以简化点到直线的距离计算;然后进一步详细地给出了一种改进的求平面任意散乱点集凸包的新算法。该算法在搜索凸包时,较目前流行的算法中所采用的前瞻回溯法既简单又速度快,该算法较传统的算法更是优越,尤其他不需要计算角度和欧氏距离。结果表明,利用该算法求任意平面散乱点集凸包不仅计算准确,而且计算过程中仅仅用到加、减、乘、比较运算。这样不仅使算法的每一步骤的时间复杂性大大降低,而且也使得整个算法的时间复杂性大大降低。经过分析,该算法也是一个最优的算法。     

基于双群双域四向水平倾角最小化圈绕的凸壳并行新算法

本文针对现行凸壳算法(诸如:串行类的卷包裹凸壳算法、格雷厄姆凸壳算法等,并行类的折半分治凸壳算 法、快速凸壳算法等)效率不高的缺点,根据同构化凸壳构造基本定理,利用工作站机群优点,提出了效率更高的双群(即:其机群分为2个子机群)、双域(即:其数据分布域分为2个子分布域)、四向(即:其每个子分布域内凸壳顶点的寻找方向均各自为顺时针、逆时针2个寻找方向)水平倾角最小化圈绕的凸壳并行新算法.     

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。     

一种平面点集凸壳的快速算法

文章提出了一种对平面离散点集凸壳的快速算法,该算法首先对离散点进行扫描线方式排序,构造初始凸壳,然后把剩下的离散点加入到已有的凸壳中生成新的凸壳.实验表明该算法具有很好的效率.     

Convex analysis of invariant sets for a class of nonlinear systems

We study the invariance of the convex hull of an invariant set for a class of nonlinear systems satisfying a generalized sector condition. The generalized sector is bounded by two odd symmetric functions which are convex/concave in the right-half plane. In a recent paper, we showed that, for this class of systems, the convex hull of a group of invariant ellipsoids is invariant. This paper shows that the convex hull of a general invariant set need not be invariant, and that the convex hull of a contractively invariant set is, however, invariant.     

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.     

平面海量散乱点集凸壳算法

凸壳作为计算几何的一种基本的结构,对GIS的数据分析有着重要作用。在分析传统的凸壳算法的基础上,提出新的凸壳算法,即金字塔算法。同时采用3种快速算法提高执行效率。通过大量实验数据对比说明,算法对求平面海量散乱点集的凸壳非常有效,点集为10^7数量级的执行时间在主频为2．00GHz计算机上仅为3s～4s。     

基于四群四域四向动态基线倾角最大化圈绕的凸壳并行新算法

首先把基线倾角最大化圈绕凸壳串行算法改进为动态基线倾角最大化圈绕凸壳串行算法;然后,根据同构化凸壳构造基本定理,利用工作站机群优点,进一步时动态基线倾角最大化圈绕凸壳串行算法施加多域化扩展与并行化改造,并提出效率更高的基于四群四域四向动态基线倾角最大化圈绕的凸壳并行新算法.该凸壳并行新算法的特点是:1)其机群分为4个子机群;2)其数据分布域分为4个子分布域;2)其各子分布域内凸壳顶点的圈绕寻找方向共有 4个,即各子分布域均各由自己的逆时针寻找方向.     

基于代数视角的凸壳及其特性同构化研究

现行凸壳算法通常是基于凸壳几何特性的视角来求解凸壳顶点,主要适用于求解低维几何空间凸壳问题.因高维空间凸壳的几何关系极为复杂,故研究、设计、提高求解高维几何空间凸壳的算法效率难度较大.考虑到几何与代数有着天然的本质联系,进而基于代数视角来研究凸壳问题,并给出了凸壳顶点的代数定义,研究了凸壳顶点若干代数性质;从而,为探索从代数视度来研究和设计求解高维几何空间凸壳算法提供某些基础理论与创新思路.     

改进的三维点集凸包求取算法

为提高三维点集凸包的求取效率,提出充分利用凸包极值点和性质改进的三维点集凸包求取算法.首先,求出三维点集中的极值点,并由它们形成初步凸包;其次,根据初步凸包与点的位置关系,排除其内部点;最后,依次考察其外部点,求出符合要求的点集、棱边集和面集,并对凸包进行扩展,得到凸包的点集、棱边集和面集.与普通算法进行时间的复杂度分析比较及实验表明,该算法效率较高.     

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。