多模式CAPP系统的过程数据协同管理模型研究

文中在分析传统CAPP系统不足的基础上,建立了工艺设计过程协同模型;分析了工艺设计过程中的流程管理及多人、多任务协同问题;构建了面向不同设计主体和不同设计对象的工艺过程数据管理体系,以增强工艺数据的重构性、重用性及扩展性,从而使CAPP系统的可定制性和灵活性得到有效的拓展;这个模型和体系为工艺设计者共享和管理异质异构系统的信息提供了有效的途径.     

加权信息熵与增强局部二值模式结合的人脸识别

针对人脸识别因光照、姿态、表情、遮挡及噪声等多种因素的影响而导致的识别率不高的问题，提出一种加权信息熵（IEw）与自适应阈值环形局部二值模式（ATRLBP）算子相结合的人脸识别方法（IE （w） ATR-LBP）。首先，从原始人脸图像分块提取信息熵，得到每个子块的IEw；然后，利用ATRLBP算子分别对每个人脸子块提取特征从而得到概率直方图；最后，将各个块的IEw与概率直方图相乘，再串联成为原始人脸图像最后的特征直方图，并利用支持向量机（SVM）对人脸进行识别。在AR人脸库的表情、光照、遮挡A和遮挡B四个数据集上，IE （w） ATR-LBP方法分别取得了98.37%、94.17%、98.20%和99.34%的识别率。在ORL人脸库上，IE （w） ATR-LBP方法的最大识别率为99.85%；而且在ORL人脸库5次不同训练样本的实验中，与无噪声时相比，加入高斯和椒盐噪声后的平均识别率分别下降了14.04和2.95个百分点。实验结果表明，IE （w） ATR-LBP方法能够有效提高人脸在受光照、姿态、遮挡等影响时的识别率，尤其是存在表情变化及脉冲类噪声干扰时的识别率。     

结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达

针对传统的局部二值模式算子缺乏像素间深层次的相关性信息,且对图像中常见的模糊及旋转变化的鲁棒性较差的问题,提出了一种结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达算子。在微分特征通道上,通过各向同性的微分算子提取图像中的一阶和二阶微分特征,使图像的微分特征在本质上具有旋转不变性且对图像模糊具有较强的鲁棒性;基于小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化的特点,在小波分解特征提取通道上采用多尺度的二维Haar小波分解提取图像中的模糊鲁棒特征;最后,串联两个通道上的特征直方图来描述图像的纹理特征。在特征判别性实验中,该算子在较复杂的UMD、UIUC和KTH-TIPS纹理库上的准确率分别达到了98.86%、98.2%和99.05%,与中值稳健扩展局部二值模式（MRELBP）算子相比,准确率分别提高了0.26%、1.32%和1.12%;在对旋转变化和图像模糊的鲁棒性分析实验中,该算子在仅存在旋转变化的TC10纹理库上的分类准确率达到99.87%,在添加了不同程度高斯模糊的TC11纹理库上的分类准确率降幅仅为6%;在计算复杂度实验中,该算子的特征维度仅为324维,在TC10纹理库上的平均特征提取时间为30.9 ms。实验结果表明,结合微分特征和Haar小波分解的方法具有很强的特征判别性,对旋转和模糊的鲁棒性较强,同时具有较低的计算复杂度,在样本数据较少的场合具有很好的适用性。     

反求工程中基于属性邻接图的凸块特征提取

反求工程（RE）中组合特征提取有利于提高建模精度及捕捉原始设计意图,但目前对于组合特征的研究还不够深入。为了从点云数据中直接提取凸块类组合特征,提出了一种反求工程中基于属性邻接图的凸块特征提取方法。首先使用基于属性邻接图的方法识别出凸块特征;接着提取凸块特征基本参数并判断识别出凸块特征的类型。实例结果表明,该方法能直接、高效地从点云数据中提取出不同类型凸块特征。     

成对旋转不变的共生自适应完全局部三值模式

针对成对旋转不变的共生局部二值模式（PRICoLBP）旋转不变性较差及其相关改进算法EPRICoELBP对光照变化和噪声干扰较为敏感的问题,提出了一种增强成对旋转不变的共生自适应阈值完全局部三值模式。通过自适应阈值局部三值模式（ALTP）将图像分成Upper和Lower模式;分别在两种模式中找出像素点LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点,利用中心像素点与其LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点作为方向矢量,来确定中心像素点的上下文共生点对;利用自适应阈值完全局部三值模式（ACLTP）提取Upper和Lower模式中共生点对的局部纹理信息;联合上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,进行纹理图像识别检测。在应用广泛的Brodatz、Outex（TC10、TC12-h、TC12-t、TC14）、CUReT、KTH_TIPS、UIUC标准纹理库中,该算法相较于原始的PRICoLBP算法和其他算法在分类准确率上均有一定的提升,且在添加了高斯噪声和椒盐噪声的KTH_TIPS纹理库中,该算法依旧保持了较高的分类准确率。实验结果表明,该算法对旋转、光照变化和噪声干扰具有较强的鲁棒性。     

增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式

目的 针对成对旋转不变的共生局部二值模式（PRICoLBP）算法对图像光照、旋转变化鲁棒性较差,且存在特征维度过大的问题,提出了一种可融合多种局部纹理结构信息的有效特征——增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式。方法 首先,对图像各像素点的邻域像素点灰度值进行二值量化得到二值编码序列,并不断旋转二值序列得到以不同邻域点作为编码起始点对应的LBP值;然后,分别利用极大、极小LBP值对应的邻域起始编码点和中心像素点确定两个方向矢量,并沿这两个方向矢量在两个不同尺度图像上选取上下文共生点;其次,利用扩展局部二值模式（ELBP）算法的旋转不变均匀描述子来提取上下文共生点对的中心像素灰度级、邻域像素灰度级及径向灰度差异特征间的相关性信息;最后,用上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,检测纹理图像类别。结果 通过对Brodatz、Outex （TC10、TC12）、Outex （TC14）、CUReT、KTH-TIPS和UIUC纹理库的分类实验,改进算法的识别率比原始的PRICoLBP算法识别率分别提高了0.32%、0.57%、5.62%、3.34%、2.1%、4.75%。结论 利用像素点LBP特征极值对应的起始编码序列来选取上下共生点对,并用ELBP算法提取共生点对局部纹理信息,故本文方法能更好描述共生点对间的高阶曲率信息及更多局部纹理信息。在具光照、旋转变化的Outex、CUReT、KTH-TIPS纹理库图像分类实验中,所提方法比原始PRICoLBP算法取得了更高的识别率。实验结果表明,改进算法相比于原始算法能在较低的特征维度下对图像光照、旋转变化具有较好的鲁棒性。     

基于隐式曲面和域分解的多边形网格模型孔洞修补

针对多边形网格模型中存在的复杂形状孔洞,提出了一种基于隐式曲面插补和域分解方法的孔洞修补算法。首先,利用径向基函数定义一张光滑的隐式曲面,完成不完全多边形网格模型孔洞区域曲面的构造;其次,利用域分解方法将多边形网格模型的域空间分解成若干子域,并完成子域局部问题的求解;最后,子域局部解考虑其权重系数后可获得模型全局解。任意拓扑的复杂多边形网格模型的孔洞修补实例验证了该算法的有效性。     

分段光滑曲面重构的面片图稀疏优化方法

针对离散点云拓扑关系恢复及特征提取困难的问题,提出了一种健壮有效的分段光滑曲面重构方法。获得由基函数集定义的局部曲面面片图,建立尖锐特征节点的拓扑连接,通过求解一个稀疏优化问题,获得每个节点基函数的最优系数,并输出清洁的流形网格曲面。实例证明,该算法实用性好,对分段光滑曲面重构效果理想。     

结合密度阈值和三角形组逼近的点云压缩方法

针对非均匀采集点云数据压缩中压缩精度和压缩时间较难权衡的问题,提出一种结合密度阈值和三角形组逼近的压缩方法,并且用八叉树划分得到的非空体素来设置密度阈值以构造三角形组,实现点云表面模拟。首先,根据体素内点的分布确定三角形组的顶点;接着,排序顶点以生成每个三角形;最后,引入密度阈值来构造平行于坐标轴的射线,根据射线与三角形的交点来生成不同密度区域上的细分点。采用dragon、horse、skull、radome、dog和PCB点云数据,对改进区域重心法、曲率压缩法、改进曲率分级法、K近邻长方体法和所提方法进行对比实验。实验结果表明,在相同体素尺寸下,所提方法的特征表达效果优于改进区域重心法;在压缩率接近的情况下,所提方法在时间效率上优于曲率压缩法、改进曲率分级法、K近邻长方体法;在压缩精度上,所提方法所建模型最大偏差、标准偏差和表面积变化率皆低于改进区域重心法、曲率压缩法、改进曲率分级法和K近邻长方体法所建模型。实验结果表明,所提方法在较好地保留特征信息的同时,可在较短的耗时下对点云实现有效压缩。