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计算机学报 2005年第06期杂志 文档列表

计算机学报杂志研究论文与技术报告

球面坐标下的凸组合球面参数化927-932

摘要：球面参数化是一种应用价值很广的几何参数化方法.对于封闭且亏格为零的三角形网格,该文提出了一种新的球面参数化方法.通过引入多个球面坐标覆盖,在球面坐标系下,用凸组合方法,得到了接近线性的球面参数化求解方法.与已有的直角坐标系下的凸组合参数化方法相比,该文所提出的方法大大降低了求解方程组的非线性程度,因此求解时间大幅度降低.此外,还避免了直角坐标系下求解的多种退化情况.最后,给出了实验结果,并对凸组合球面参数化中存在的几个问题进行了讨论.

B样条曲线曲面GC^2扩展933-938

摘要：提出了一个扩展B样条曲线曲面的新方法.扩展B样条曲线曲面的关键是为新增加的点确定节点值.新方法的基本思想是:首先,B样条曲线和扩展部分在连接点处满足GC2连续,用能量极小化方法确定扩展部分的曲线形状,通过对曲线重新参数化使两部分曲线满足C2连续,进而确定新增加点的节点值.新B样条曲线的控制点由一个显式递推公式计算.原B样条曲线和扩展后的部分合在一起形成一条新的B样条曲线.新的B样条曲线满足原B样条曲线和扩展的点.文章还讨论了运用该方法进行B样条曲面扩展,且以实例对新方法与其它方法进行了比较.结果表明新方法的光顺性得到了明显改善,曲率变化更平坦,且有较小的旋转数指标.

考虑大气折射的天空场景真实感绘制939-949

摘要：传统的天空场景绘制方法大都是基于大气对天空光和太阳光的散射,它们没有细致考虑大气折射的影响,因此无法绘制出太阳和月亮场景在不同观测条件下形状、色泽、光晕的变化.文章提出了一种考虑大气折射的天空光模型,首先基于大气光学知识推导出大气折射率与气压、温度和水汽压的定量关系,详细计算了光线在大气中的折射轨迹,采用一种考虑折射的路径跟踪方法计算天空光强度的分布,并绘制出不同时间、不同季节、不同观测地点下更具真实感的太阳、月亮和星星的天空场景.

结合可见性处理的顺序点模型树950-958

摘要：将点模型的树节点按照各自的误差进行顺序排列,就形成了顺序点模型树.这样,就能方便地利用GPU(图形处理器)来高速绘制点模型.但这种方法缺乏对可见性的高效处理,不便于处理大型复杂的模型,因为这些模型中各个部分之间的遮挡关系复杂,且每次成像所需的树节点的误差跨度大,导致了大量不可见的树节点也要绘制.为此,文章提出一种结合可见性处理的顺序点模型树,即在根据误差顺序排列树节点时,融入一些可见性信息.这样,绘制时,不仅能保留顺序点模型树高效利用GPU的优点,还能避免处理大量的不可见但满足误差要求的树节点.实验表明,相比于顺序点模型树,新方法的绘制速度更快,加速率至少在20%,特别是在处理大规模复杂模型时的加速率更高,能达67%以上.

基于物理的虚拟手抓持力觉生成和反馈959-964

摘要：提出了一种基于物理的虚拟手静力抓持虚拟物体力觉生成和反馈方法.借鉴机械手抓持原理,在建立基于物理的虚拟手静力抓持通用力学模型并对其进行可解性分析的基础上,针对通用力学模型的多解性,提出了虚拟手最小力螺旋模型以生成力觉,并根据抓持物体的不同,进行模型实例化,实时求得各虚拟手指上的力和(或)力矩.实验结果表明,借助于本文的力觉生成和反馈方法,利用CyberGrasp力觉反馈数据手套,用户可在抓持虚拟物体时感受到真实的接触力.

基于样本的线条画风格转换与定制方法的研究965-971

摘要：提出了一种利用线条画作为样本对任意线条画进行风格转换和定制的方法,该方法不仅可以将样本图风格转移到目标图,还可以方便地控制目标图与样本图之间风格的相似程度.该方法主要采用基于细分笔划的风格相似性比较算法,可在多层次上把目标图转换为样本图风格,不仅如此,还通过定义风格的插值操作实现对风格的定制.与已有方法相比,文中方法只需少量的样本笔划即可进行风格转换,并且通过风格定制,使风格转换具较强的交互可控性.文章最后通过实例证明了方法的有效性.

全局遮挡图972-978

摘要：基于一种有效的全局可见性的紧凑数据表示形式--全局遮挡图,文章给出了一种新的针对视点活动区域的遮挡剔除算法.对一个视点活动区域,全局遮挡图表示了一组位于空间各个方向上的可见性临界面.这些可见性临界面提供了一个不可见性判据--凡是位于该临界面后的物体必是不可见的.全局遮挡图的优点在于:(1)大小与场景复杂度无关,仅取决于空间方向的离散精度;(2)可用深度图像的方式压缩存储;(3)判断遮挡性时计算量小.同时,文章提出一种自适应构建全局遮挡图的方法,该方法综合利用了图像空间和景物空间技术的优势,适用于普遍的三维场景模型.该文在一个城市场景中对算法效率进行了测试,结果显示遮挡剔除算法可有效地提高绘制效率.

基于SR-Tree的三维无级比例尺GIS空间对象综合技术979-984

摘要：随着三维GIS应用的飞速发展,现有的GIS技术已经不能满足信息社会的需要.该文针对三维无级比例尺GIS的空间对象综合技术,在对空间要素的数量和质量选取规则以及合并原则等进行充分论述的基础上,提出了SR-Tree数据组织策略及其相关算法.它可以充分利用现有的空间地理信息数据库资源,高效地完成三维无级比例尺GIS的空间对象综合处理,满足当前GIS应用的需要.

基于膨胀／腐蚀运算的神经网络图像预处理方法及其应用研究985-990

摘要：数学形态学在数字图像处理领域中的应用越来越广泛,各种形态结构和算法不断涌现.数学形态学以集合运算为基础,其基本思想是用具有一定形态的结构元去度量图像中的形态以解决理解问题.该文利用细胞神经网络(CNN),运用数学形态滤波适时、并行完成各种数学形态运算.文中给出了有关CNN的全局和局部稳定状态的定理,证明CNN在一定的条件下可以通过动态过程的稳定达到数学形态滤波的结果.将其结果运用在煤矿井下煤仓图像的预处理当中,取得了满意的结果.

左心室核磁共振图像的自动分割991-999

摘要：目前左心室核磁共振图像的分割方法,大部分是半自动的,如Snake方法;为了能实现全自动分割,该文先采用SVM对图像进行左心室定位,然后用水平集(Level Set)方法进行分割.针对水平集符号距离函数构造计算量大的问题,提出了一种新的符号距离函数(SDF)的生成方法--中线延拓方法.它只需对图像进行一次扫描就可以生成SDF,同时还可以记下每点对应的曲线上的最近邻点,为速度项中曲率的扩展提供条件.针对核磁共振图像成像特点,特别是对加标记线的左心室核磁共振图像,引入了块像素变差和灰度相似性的思想,对水平集方法的速度项进行了改进,提高了分割精度.该方法能全自动﹑快速﹑准确地实现左心室的分割.文中给出了合成图像和左心室核磁共振图像的分割结果.

一个利用法矢的散乱点三角剖分算法1000-1005

摘要：曲面上散乱点的三角剖分在曲面重建中发挥着重要作用.借助于曲面上的法矢信息和三维Delaunay三角剖分算法,该文给出了一种新的散乱点三角剖分算法.输入一组散乱点以及所在曲面S在这些散乱点处的一致定向的法矢信息,该算法将产生一张插值散乱点的三角网格曲面M,并且曲面M可以近似地看成是曲面S的三角剖分.算法的主要步骤分为两步:首先通过曲面S的一致定向的法矢信息,在曲面S的同一侧添加辅助点,利用这些辅助点来剔除Delaunay三角剖分中产生的不需要的三角片;然后将剩余的三角片连接成一张完整的网格曲面.与基于中轴的三角剖分算法相比,该文算法需要更少和更简单的计算.与局部三角剖分算法相比,该文算法可以更有效地避免重建后的曲面产生自交.该文的算法可用于任意拓扑的光滑曲面重建.

基于小波域隐马尔可夫树模型的图像复原1006-1012

摘要：从图像复原的Bayesian方法出发,提出一种基于小波域隐马尔可夫树(HMT)模型的线性图像复原算法.小波域HMT模型采用混合高斯模型刻画各子带系数的概率分布,并通过小波系数隐状态在多个尺度之间的Markov依赖性来刻画自然图像小波系数随尺度减小而指数衰减的特性.由于小波域HMT模型准确刻画了自然图像小波变换的统计特性,该文算法以此作为自然图像的先验模型,将图像复原问题转化为一个约束优化问题并用最速下降法对其进行求解.同时,提出了一种规整化参数和HMT模型参数的自适应选择方法.实验结果表明,基于小波域HMT模型的图像复原算法较好地再现了各种边缘信息,复原出的图像在信噪比和视觉效果方面都有明显的提高.

主动存储系统结构1013-1020

摘要：随着系统结构技术的发展和用户对数据访问的需求,目前的存储结构成为性能访问的瓶颈.磁存储技术的发展使得存储密度每年增长100%的同时,访问延迟的增长率仅为10%,导致目前的块数据式访问接口无法改变I/O的访问性能相对落后于CPU和内存访问速度的状况.随着嵌入式芯片技术的发展,计算向数据迁移成为必然趋势.文章提出了一种主动存储的系统结构,该系统中的主动存储设备利用嵌入式的计算能力通过集合存储对象和应用对象的访问接口支持简单的计算任务和存储管理功能.原型系统的实验数据表明,该系统对于数据敏感性应用的可扩展访问支持显著优于传统系统,同时相比于传统系统具备更高的可扩展性.

策略梯度强化学习中的最优回报基线1021-1026

摘要：尽管策略梯度强化学习算法有较好的收敛性,但是在梯度估计的过程中方差过大,却是该方法在理论和应用上的一个主要弱点.为减小梯度强化学习算法的方差,该文提出一种新的算法--Istate-Grbp算法:在策略梯度算法Istate-GPOMDP中加入回报基线,以改进策略梯度算法的学习性能.文中证明了在Istate-GPOMDP算法中引入回报基线,不会改变梯度估计的期望值,并且给出了使方差最小的最优回报基线.实验结果表明,和已有算法相比,该文提出的算法通过减小梯度估计的方差,提高了学习效率,加快了学习过程的收敛.

计算机学报杂志短文

门限RSA中的子密钥优化分配算法1027-1031

摘要：无Dealer的(t,n)门限RSA算法能够使容侵系统在部分系统遭受攻击的情况下,继续保持系统私钥的安全性和可用性.在传统的无Dealer的环境中,为了使系统在遭受攻击时,以d= ∑ di方式共享私钥的n个参与方中的任意t个参与方有能力重构原始私钥d,要求每个参与方必须持有C tn个子密钥.这种共享方式是诸多门限RSA的密钥共享方式中最简单、也是最有效的一种.然后C tn随着容侵系统的规模增长太快.所以减少每个参与者所应拥有的子密钥对于提高容侵系统的容侵能力尤为重要.该文提出了一种弹性搜索算法并搜索得到优化的子密钥分配方案.该优化方案能够在不降低系统安全性的前提下,以更少的子密钥实现了相同的门限结构,从而降低了门限密码系统的密钥管理以及签名和解密的相关操作的复杂度.

N帧连续景象匹配一致性决策算法1032-1035

摘要：下视景象匹配是各类巡航飞行器实现精确导航的重要手段,它是通过事先装载在飞行器的地面基准图像与实时获取的地面景象图进行相关匹配,完成飞行器的飞行误差修正和精确定位.由于基准图和实时图在获取手段、时间上等方面的差异,在相关匹配中,配准点往往落在相关阵的次峰上,导致匹配失败.该文提出了多帧连续景象匹配,利用单次匹配后形成的相关阵中的主次峰信息与导航信息进行一致性决策的图论算法.由于引入了相关阵中的次峰信息,并结合惯导位移进行一致性判断,使得匹配算法能有效剔除误匹配点,从而提高了算法的匹配概率和鲁棒性.

PIBG Toolkit：一个笔式界面工具箱的分析与设计1036-1042

摘要：PIBG Toolkit是一个基于PIBG交互范式构造而成的笔式应用开发平台.PIBG Toolkit中包含了纸、框等多种交互组件,定义了纸、框和内容三个层次之间的静态结构和动态机制.开发者开发笔式交互系统时,可以用PIBG Toolkit来建立整体的软件框架和交互机制,并有选择地在系统中添加Toolkit中所提供的交互组件.这样,开发者的精力将会集中在应用领域的内容上.目前,基于该平台已经开发出多个具有很好应用前景的笔式应用系统.

以用户为中心的场景设计方法研究1043-1047

摘要：图形用户界面(GUI)的可用性在于给用户的任务提供了有用的图形表示和操作,以使用户无须分心于那些不必要的交互和领域特征.然而,当前的GUI设计通常反映了系统的状态和操作,迫使人们学习和适应预定义的系统任务.以用户为中心的GUI设计旨在提高系统可用性,但是众多的以用户为中心的设计研究只给出一些设计准则和经验性的方法,缺乏对实际软件设计的可操作指导.基于场景的设计是GUI设计的有效方法,然而,场景本身并没给出好的实现以用户为中心设计的方法.该文在研究以用户为中心的设计和基于场景的设计的基础上,提出一种以用户为中心的场景设计方法,力图给出一种提高GUI可用性的更有效的方法.该方法的核心是:用场景描述方式来体现用户为中心的设计思想,并将其贯穿到系统开发的各个阶段,真正实现从用户的角度设计系统.最后以ATM机的界面设计为例说明使用该方法进行设计的有效性.