基于GPU的地下管线三维可视化建模研究

地下管线的三维建模与可视化是构建“数字城市”的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成,CPU端只需传入管径和管线节点坐标,利用GPU提供的几何着色器完成管线模型的顶点坐标计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网构建等工作,并通过光照和纹理映射实现管线材质的真实感效果。实验结果表明,该算法克服了现有建模算法的缺陷,能够在保证管线拟合逼真度的基础上完成大规模管网系统三维实时可视化建模的任务。     

基于GIS的兰州市生态城市评价与城镇体系建设构想

简要介绍了生态城市的概念和城市生态系统的内涵。评价了兰州市的城市生态建设的相关指标,指出:生态兰州建设已经取得了巨大成就;但由于兰州自然环境系统的“先天不足”和“先天性缺陷”、人工物质系统建设成本过大和基础薄弱,生态兰州建设面临整体方向的选择。认为基于GIS空间分析和网络分析技术的城镇体系建设是建设生态兰州的重要方向。     

一种适于移动设备的全景图快速拼接方法

针对传统移动端全景图生成方法存在拼接速度慢、消耗内存以及存在接缝和“鬼影”等问题,提出了一种适用于移动设备的全景图生成算法。算法首先对源序列图像进行色彩校正,从而保证色彩及亮度均匀,以缩短后期图像融合时间;然后在全景图拼接过程中检测“鬼影”,同时运用梯度域目标移除和区域填充方法移除“鬼影”,利用泊松融合进行拼接后的平滑处理;同时在图像拼接过程中优化了内存分配机制,以减少在图像拼接过程中的内存消耗。通过编程实现了该算法,在配置为332MHz处理器和128MB内存的手机上对不同光照下拍摄的分辨率为1280×720的照片进行测试,并与传统的全局全景图拼接算法进行对比,若利用全局全景图拼接算法对2至9张源序列图像进行拼接,内存消耗为12.3~23.6MB,而提出的算法占用更少内存,分别为9.9~14.5MB。实验结果表明该方法消除图像接缝及“鬼影”较彻底,拼接速度快且节省内存,生成的最终全景图质量较好,可用于移动设备上的全景图拼接。     

图形演化下的图学学科

本文回顾了人类在适应自然、改造自然的过程中对图形的需求以及图形的发展对 社会进步的作用,从图形引出文字、图形引出数字的本源出发,追溯图之源。用一个“形” 、 “意” 、 “元” 、“用”四维结构演绎图形的属性、地位和作用,并从这 4 个维度分析图形的演化过程, 揭示了图形在“形”维度的高维化、“意”维度的深度化、“元”维度的融合化和“用”维度的 渗透化的发展趋势。阐述了在这个图形演化趋势下的图学科学的形成、变革与发展,揭示图学 科学的内涵。在此认知下给出了一个基于图形要素的图学学科框架体系。     

基于认知属性库的原型范畴研究

原型范畴是认知科学研究中的重要理论,使用属性来区分范畴中心成员及边缘成员有着较强的解释力,但该理论一直缺乏基于频率信息的属性数据支撑。该文借助认知属性库的23万条数据,对原型理论研究中经常讨论的“鸟”、“水果”、“交通工具”等范畴的典型成员和非典型成员进行分析验证。认知属性库的数据显示,在汉语中,“鸟”的典型成员是“麻雀”、“燕子”等,和“鸟”具有较多的共同属性;而“企鹅”、“鸵鸟”则只共享了“鸟”很少的属性,且缺少关键的属性“飞”。大体上验证了原型理论的观点。同时,我们也发现“小鸟”的属性特别丰富,具有典型成员的特性。在进一步观察了“水果”和“交通工具”两个范畴后,我们探讨了范畴的跨类现象,进而从数学模型上区分了树结构的层次分类体系和图结构的范畴化体系。     

图像碎纸片半自动可视化拼接方法

图像碎纸片的拼接与复原在司法物证复原和军事情报获取等领域有着重要的应用。根据图像碎片的特点建立了集成相似度的计算模型,设计了一种“双排扣”拼接方法来提高一次拼接的准确性;根据贪心准则设计了一种向四周扩展和绕回的图像碎纸片有效拼接算法,并根据图像碎纸片拼接特点制定了人工干预准则,实现了可视化的人机交互拼接系统。最后,通过实验验证了该方法在解决图像碎纸片拼接问题上的有效性。     

遥感技术在海洋应用研究中的新进展

概要介绍了国家“七五”重点科技攻关项目“中国近海表层环境因子测报”、“海洋航空遥感数据处理技术研究”的进展和项目推广应用情况。     

基于系统调用序列的“非我”分类

针对仿生免疫系统模型（GECISM）中已识别出的“非我”入侵程序,介绍了基于系统调用序列根据入侵行为进行分类的方法。通过对训练集提取规则,建立“非我”类的特征库,从而判断出“非我”程序所属的“非我”类。实验验证了这一方法的可行性和有效性。     

智慧轨道交通——更透彻的感知

智慧轨道交通不仅是当前轨道交通行业的新理念,同时也是该行业进一步发展所面临的重大技术课题。提升现代轨道交通系统的智慧水平,首先必须使轨道交通系统对自身和外部环境具有“更透彻的感知”能力,使系统内的“人、机、物”的信息具有更广泛的互联互通的能力,使系统具有更加深入的智能化的信息处理能力,从而达到系统的高度智能化,实现系统与行业的运作“智慧化”。分析了智慧轨道交通中“更透彻的感知”的发展方向与趋势,从“敏锐”、“快捷”、“可靠”、 “高效”、“全面”和“ 智能”多个角度来探讨如何在智慧轨道交通行业运作和智能轨道交通系统中实现“更透彻的感知”。     

彩色图像最优拼接线的改进算法研究

讨论了彩色图像的精确拼接问题,针对拼接时重叠区域和拼接线附近出现的模糊、错位、穿越等问题,提出了根据待拼接图像重叠区域像素点邻域内的颜色和纹理作为特征的能量计算公式,并提出树形搜索方向的动态寻找最优拼接线算法。实验部分将提出的算法与其他方法进行了对比,结果表明,该方法不仅可以很好地克服掉上述“鬼影”问题,解决寻找拼接线时出现的穿越现象,也可以最大限度地实现拼接线两侧图像间的过渡连续。     

基于数据共享的多级地下管线地理信息系统

针对当前管线系统存在重复建设、数据维护困难的问题,分析了基于数据共享的多级地下管线信息系统建设的必要性,提出了从专业管线信息系统中概括出综合管线的相关信息的思路,探讨了基于数据共享的多级地下管线信息系统的数据模型及其技术难点问题,设计并开发了基于ArcSDE的分布式管线系统,从而实现了两种管线系统的数据共享,有效避免了管线系统的重复建设。     

计算机辅助美术动画的新方法综述

随着数字媒体处理、非真实感绘制和交互式娱乐等技术的兴起,出现了一些新的计算机辅助美术动画设计和制作方法．从研究方法和技术路线上,可将当前的研究工作总结和归纳为4类：基于视频流的方法、结合二维半／三维几何模型的方法、基于素材重用的方法和借鉴三维动画技术的方法．在此基础上,对各类方法的基本思想和关键技术等进行了分析,并探讨了如何进一步超越二维世界,如结合三维几何、运动的时序变化、情感等来研究计算机辅助美术动画技术的趋势．     

静态超标量MCU-DSP内核的Load先行访存调度

针对嵌入式控制与数字信号处理混合应用领域,建立了一种基于MCU-DSP融合架构处理器的Load先行机制.该内核使用静态超标量技术,拥有整数、存取、循环三条流水线,并采用特殊的四级流水.在存取流水线中,Load先行机制通过动态调度指令的访存顺序,实现了Load指令对Store指令的先行,提前了整数流水线中运算操作数的准备,加快了流水线的处理速度.     

ArcGIS实现三维燃气管网仿真的研究

三维GIS能够较准确和高效地实现燃气管网的设计和管理,由此探讨了ArcGIS实现三维燃气管网的仿真.从数字高程和数字地形三维建模生成周边环境,到应用三维管线设计技术生成管网矢量数据,介绍了三维管线仿真环境建模原理,以及使用ArcGIS实现三维燃气管网仿真的系统层次结构和功能扩展,并且应用实例,展示系统设计开发的可行性和实际应用效果.     

Error-Tolerant Color Rendering for Digital Cameras

In digital cameras a color processing pipeline is implemented to convert the RAW image acquired by the camera sensor into a faithful representation of the original scene. There are two main modules in this pipeline: the former is the illuminant estimation and correction module, the latter is the color matrix transformation. In this work we design extended color correction pipelines which exploit the crosstalks between their modules to lead to a higher color rendition accuracy. The effectiveness of the proposed pipelines is shown on a publicly available dataset of RAW images.     

数字几何处理研究进展

随着三维扫描获取技术的快速发展,三维数字几何模型已经成为一种新兴的数字媒体,在多个领域取得了广泛的应用.针对数字几何进行高效、鲁棒的处理,也成为近年来计算机图形学研究的热点问题.文中针对数字几何处理研究领域内的若干研究方向,按照数字几何的建模、分析、优化、应用等流程,分别进行分析,以期使读者对三维数字几何处理的研究进展有全面的了解,并对未来的研究工作有切实的帮助.     

Virtual cubic panorama synthesis based on triangular reprojection

Cubic panoramas provide an efficient solution to the implementation of immersive and omnidirectional displays for image‐based virtual navigation. To allow unrestricted navigation through the environment, a system must be capable of constructing novel views given the reference images, typically, cubic panoramas. This paper proposes a processing pipeline for cubic panorama synthesis based on 2D/3D triangular reprojection. This pipeline uses matching features to implement the triangular meshing on cubic panoramas, and introduces the matching line constraint, which significantly reduces the artifacts of straight‐line features in the rendered image and accelerates the division process. The modules of this pipeline take the geometrical characteristics of cubic panorama into account. Thus, it can handle the discontinuities of the cube edges when the triangular mesh covers different faces. Furthermore, these modules could be reconfigured to compose customized pipelines and generate virtual cubic panoramas of different quality based on the amount of features. The performance and efficiency of the proposed pipeline is demonstrated with comparison experiments. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。     

通用EPIC微处理器中指令控制流水线的研究与实现

指令控制流水线是在通用EPIC处理器内部专门为指令控制系统设计的一条与执行流水线相互锁步的流水线，用于携带共用信息和全局控制信息．提出了一种在通用EPIC微处理器设计中采用的指令控制流水线技术，介绍了指令控制流水线的具体设计与实现方法．实际应用表明，指令控制流水线技术能够有效降低EPIC微处理器的设计复杂度．