采用密度k-means和改进双边滤波的点云自适应去噪算法

采用相移结构光测量系统得到的三维点云,不可避免存在噪声.通过密度k均值(k-means)聚类算法将点云分为大尺度噪声点和小尺度噪声点,设定邻域大小以及点的数量来去除孤立噪声点;使用类内距离和类间距离的比值作为评价函数,得到最佳聚类数去除小片噪声点云;对于混杂在真实点云中的小尺度噪声点,采用鲁棒性更强的改进型双边滤波器进行点云光顺.实验验证表明:采用基于密度k-means和改进双边滤波结合的点云去噪算法可以有效去除各类噪声点,保持点云特征,相比平均曲率算法和基于特征选择的双边滤波算法,去噪效率分别提高了24％和16％.     

点云模型的噪声分类去噪算法

针对三维点云模型数据在去噪平滑过程中存在的不同尺度噪声和算法计算耗时问题,提出了点云模型的噪声分类去噪算法。该算法根据噪声点分布特性,将其分为大尺度和小尺度噪声,先利用统计滤波结合半径滤波去除大尺度噪声;然后使用快速双边滤波对小尺度噪声进行平滑,实现点云模型的去噪和平滑。与传统的双边滤波相比,利用快速双边滤波对点云模型数据进行平滑,有效地提高了计算效率。实验结果表明,该算法对点云噪声进行快速平滑去除的同时又能有效地保持被扫描物体的几何特征。     

基于前向查找和均值漂移的点模型鲁棒降噪算法

针对点模型提出了基于前向查找和均值漂移两种鲁棒统计方法的滤波算法。前向查找算法根据残差图自动检测离群点,并将输入的点云数据划分为多个不带离群点的最优局部降噪邻域。对局部邻域进行加权协方差分析,估计出该邻域的最小二乘拟合平面。在局部邻域内估计采样点的核密度函数并通过均值漂移算法计算它的局部最大值点,核密度函数的局部最大值点确定了点云数据的聚类中心并能准确逼近采样点曲面,将每一个采样点漂移到密度函数的局部最大值点,使点云曲面收敛为一个稳定的三维数字模型。实验结果表明,本文的算法是鲁棒的,能在有效剔除点模型表面噪声的同时较好地保持模型表面的尖锐特征。     

各向异性扩散滤波的三维散乱点云平滑去噪算法

针对传统点云去噪算法在去除噪声时易造成模型特征失真的问题,提出一种各向异性扩散滤波的三维散乱点云平滑去噪算法.首先采用张量投票算法计算采样点的张量矩阵,并求解其特征值和特征向量;然后根据采样点的几何特征设计扩散张量的特征值,保证在不同特征方向的扩散速率能自适应调整;最后将重构的扩散张量与三维各向异性扩散滤波方程相结合,构造了点云滤波模型用于点云去噪.对不同含噪点云模型进行去噪的实验结果表明,该算法在点云去除噪声的同时,可以有效地保持原始模型的特征信息,避免了模型的过光顺.     

考虑法向离群的自适应双边滤波点云平滑及IMLS评价方法

针对目前在点云双边滤波平滑算法中,人工输入不合理参数导致的点云平滑效果不佳,且易导致体积收缩及现有去噪后点云质量评价方法存在表达局限性等问题,提出一种自适应参数的点云双边滤波算法和基于隐性移动最小二乘(IMLS)的质量评价方法。首先构建KD-tree数据结构用于点云拓扑,之后搜索各点邻域,利用奇异值分解法计算法向量信息,并在双边滤波公式中引入法向离群因子以剔除邻域内离群点,然后通过扩展高斯核函数的权值计算式,在点云邻域内自适应获取空间与法向特征参数,最后应用改进模型进行点云平滑并引入IMLS方法评价点云质量。实验结果表明,考虑法向离群的自适应双边滤波点云平滑算法具有良好的去噪效果,相比其他算法体积收缩更小,且IMLS评价方法客观有效。     

基于噪声分类的双边滤波点云去噪算法

针对三维点云数据模型在去噪光顺中存在不同尺度噪声的问题,提出一种基于噪声分类的双边滤波点云去噪算法。该算法首先将噪声细分为大尺度和小尺度噪声,并使用统计滤波结合半径滤波对大尺度噪声进行去除;然后对三维点云数据进行曲率估计,并对现有点云双边滤波进行改进,增强其鲁棒性和保特征性;最后使用改进的双边滤波对小尺度噪声进行光顺,实现三维点云数据模型的去噪、光顺。与单独使用双边滤波、Fleishman双边滤波相比,改进算法在三维点云数据模型光顺平均误差指标上分别降低了50.53%和21.67%。实验结果表明,该改进算法对噪声进行尺度的细分既提高了计算效率,又避免了过光顺和细节失真,较好地保持模型中的几何特征。     

点模型的多边滤波器降噪算法

为了更好地去除噪声,并保持模型的突出特征,提出了一种鲁棒的点模型多边滤波器降噪算法,该算法充分考虑了模型表面的法向量、曲率等内蕴几何量和噪声之间的关系。首先通过自适应选取最优邻域控制函数来将滤波窗口限制在顶点法向量相近的区域,以防止滤波后模型的收缩和过光顺;然后运用协方差矩阵分析的方法,在最优邻域内计算出各采样点的法向量和曲率;最后以采样点滤波参考平面为基准,分别平滑采样点的法向量和位置,即先对采样点的法向量进行多边平滑,然后根据新的法向量来多边平滑输出各采样点的位置偏移量,最后在法向方向上移动该顶点,以达到降噪的目的。实验结果表明,多边滤波器在有效地去除噪声的同时,还能较好地保持点模型表面的几何特征。     

保特征的点云骨架提取算法

三维模型的骨架提取是计算机图形学中一个重要的研究方向。对于有噪声的点云模型,曲线骨 架提取的难点在于保持正确的拓扑结构以及良好的中心性;对于无噪声的点云模型,曲线骨架提取的难点在于 对模型细节特征的保留。目前主流的点云骨架提取方法往往无法同时解决这 2 个难点。算法在最优传输理论的 基础之上结合聚类的思想,将点云骨架提取的问题转化为一个最优化问题。首先使用最优传输得到原始点云与 采样点云之间的传输计划。然后使用聚类的思想将原始点云进行分割,采样点即成为了簇的中心。接着通过簇 与簇之间的调整与合并减少聚类个数,优化聚类结果。最后通过迭代的方式得到粗糙的骨架并使用插点操作进 行优化。大量实验结果表明,该算法在有噪声与无噪声的三维点云模型上均能提取出质量良好的曲线骨架并保 留模型的特征。     

保持特征的点云迭代简化算法

提出了一种特征保持的三维点云迭代简化算法。首先对点云模型构造KD树结构,计算采样点的k邻域,然后利用点云模型的局部几何信息作为参数,包括局部采样密度、采样点的精度和曲率,计算评估函数值,迭代删除评估函数值最小的点。实验结果表明,算法在简化点云数据的同时,能有效去除噪声数据,而且很好地保留了原始模型的特征信息。     

应用于三维点云数据去噪的改进C均值算法

针对三维激光扫描仪采集到的点云数据中离群点不易区分和去噪难度大的问题,提出了一种改进的C均值算法。通过分析三维点云数据特征,在传统C均值算法中引入模糊聚类权重因子,降低类内距离和拉大类间距离,有效增强了离群点特征以降低识别难度。进而将识别出的噪声分类别处理,利用改进的C均值算法去除大尺度噪声,构造双边滤波算法去除小尺度噪声数据。与密度聚类算法、正交整体最小二乘平面拟合和基于特征选择的双边滤波点云去噪等算法相比,去噪准确度分别提升了7.3%、6.5%和6.0%,实验结果表明该算法可以有效去除大尺度噪声并能较好地保留有效数据。     

ANALOGY AND METAPHOR AND SYSTEMS AND CYBERNETICS METHODOLOGY

Systems and cybernetic methodology have traditionally drawn upon the concepts of analogy and metaphor. These are, however, contentious on both philosophical and practical grounds. The work we present in this paper mostly aims to overcome the philosophical difficulties by uncovering the basic principles of analogic modeling and by showing how these can complement inductive and deductive reasoning. Analogy and metaphor are then shown to be complementary and can be considered to be on one spectrum, from creative metaphor to the more formal approach of analogy. Contention on practical grounds is allayed as the role of analogy and metaphor in systems and cybernetic methodology is outlined.     

VR、AR和MR-挑战与机遇

用户和计算机间的人机交互(HCI)不再仅仅局限于通过键盘和屏幕实现,而是在被虚拟现实VR(Virtual Reality)所逐步取代。VR的影响跨越HCI,使得整个计算机系统发生了变化。但是,众多词汇和概念困扰着大家,诸如虚拟环境、虚拟世界、虚拟现实VR、增强现实AR(Augmented Reality)和混合现实MR(Mixed Reality)等。因此急需辨清,以便促进虚拟现实的发展与应用。分析虚拟现实的由来和内涵,对VR/AR/MR给以清晰的定义和界定。对VR/AR/MR的特点和用途、关键技术支持、相关的建模技术、软件设计与工程及若干应用等进行深入的剖析,并对虚拟现实的发展趋势、挑战与机遇进行了分析和探讨。     

电力设备状态检修及计算机辅助分析预测

以近年来我国电力企业设备检修实践为基础，从状态检修管理体制、人员素质和技术检测手段等几个方面阐述了在向状态检修模式迈进的历程中所采取的措施、设想和面临的困难及解决的思路，并论述了计算机技术在其中的应用。     

比较分析CPU超线程技术与双核技术的异同

超线程技术和双核技术是CPU发展历程中的重要技术。超线程技术把一个物理处理器模拟成两个虚拟的处理器,减少执行单元和一些资源的闲置时间,提高CPU的利用率。双核技术是将两个物理处理核心封装在一个CPU中,提高程序的执行效率。介绍CPU的基本模型,分析超线程和双核的技术原理,并从系统架构、并行程度和提升的效率三个方面比较它们的异同点。     

联系的概念,实现及其应用

联系表示对象间的关系，对数据库及客观世界而言，是一种有很用的建模结构。     

曲线曲在的形态算法及应用

从积分几何中的概念出发,证明了凸体形态和运算的一个重要性质,Ｆ（Ｓ,ｕ）＝Ｆ（Ａ,ｕ）＋Ｆ（Ｂ,ｕ）,从而将两物体的形态和归结为法矢相同的点集的形态和,并提出法矢球的概念,将物体表面各点的法矢顺序对应至球,即得到该物体的唯一法矢球表示,通过地法矢球的合并,同得得到两物体的形态运算结果,在理论上统一了二维、三维变体的形态运算,并给出二维、三维曲一、曲面的具体形态算法,此上不咄曲线、曲面形态算法的具体     

基于博弈论的网络攻防策略与主动防御研究与实验

网络安全是因特网研究的重要内容,传统网络安全采用被动防御为主。结合主动防御的需求,提出网络防御图模型、攻防策略分类,以及一种基于博弈理论的攻防策略,并设计基于上述模型的最优主动防御选取算法。最后通过实例模拟证明了该模型的科学性和有效性。     

一个数字认证签名系统的设计与实现

介绍了一种数字认证签名算法,用该算法设计实现的系统可用于对抗信息的冒充、篡改、重发等攻击。     

COMPLEX AND REAL PERFORMANCE RADII AND THEIR COMPUTATION

This paper considers the problem of robust performance of a linear time-invariant system in the ℋ︁_∞ norm. The concepts of complex and real performance radii are introduced to describe the smallest size of dynamic or parametric perturbations to a feedback system that either destabilize the system or destroy a performance bound in a certain closed-loop transfer matrix of the system. An algorithm to compute the complex performance radius is given. For the real performance radius, a lower bound, which often turns out to be exact, is obtained. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

曲线曲面的形态算法及应用

从积分几何中的概念出发,证明了凸体形态和运算的一个重要性质： Ｆ（ Ｓ,ｕ）＝ Ｆ（ Ａ,ｕ） Ｆ（ Ｂ,ｕ）,从而将两物体的形态和归结为法矢相同的点集的形态和,并提出法矢球的概念,将物体表面各点的法矢顺序对应至球,即得到该物体的唯一法矢球表示,通过对法矢球的合并,则得到两物体的形态运算结果,在理论上统一了二维、三维实体的形态运算,并给出二维、三维曲线、曲面的具体形态算法．此外还给出曲线、曲面形态算法的具体应用,如扫成曲面造型、字型合成、非刚体运动的广义内插等．