点采样模型的多样性编辑与绘制

研究了点采样模型的多样性编辑与绘制，将模型分解成不同的部分，将各部分按照层次关系组织，作为多样性编辑的基础。对模型各部分点元的颜色、几何特征、材质等属性进行编辑，构造层次多样性点模型。通过对层次多样性点模型进行实时处理，实现点模型的多样性绘制。实验表明，该方法能够产生并绘制复杂多变的点模型，且压缩比高。该方法可应用于网络游戏、战场视景仿真、数字城市、电影制作等领域。     

用于人体运动合成的运动纹理模型

本文提出了一种新的用于人体运动合成的运动纹理（Motion Texture)模型。该模型使用统计方法自动分析人体运动捕捉数据，并且可以合成与原始数据在统计特性上相同的人体运动。运动纹理模型是一个两层统计模型，其中包含的两层分别由一组运动基元和这些基元的统计分布组成。模型中用线性动态系统来表示单个运动基元。运动基元的统计分布由相关转移矩阵来描述。本文详细地讨论了如何通过最大似然准则来学习运动纹理模型的方法，并给出了如何用运动纹理模型自动合成复杂的人体运动序列的算法。通过使用运动纹理模型，可以实现对复杂人体运动在不同层次上的编辑。既可以在运动基元层次上修改运动细节，也可以在更高的层次上实现编辑。本文给出了使用运动纹理模型合成舞蹈动作的一些实验。这些实验验证了模型的有效性。     

基于曲率流的点模型编辑方法*

为了对点模型表面进行保细节的自由形状编辑,提出了一种基于曲率流的点模型形状编辑方法。该方法定义了基于平均曲率流的光顺算子,通过此光顺算子获得点模型不同光滑程度的曲面表示。运用对应曲面上点之间的向量差进行相应几何细节的抽取,在相邻的曲面表示之间将几何细节剥离出来。用户可以在不同的曲面上进行自由形状编辑,而无须关心几何细节。在变形后的曲面上再将相应的几何细节映射回去,实现对模型保细节的变形。实验结果表明该方法是一种有效的点模型造型算法,在变形的同时,有效地保持了模型表面的细节特征。     

基于曲率流的点模型编辑方法*

为了对点模型表面进行保细节的自由形状编辑,提出了一种基于曲率流的点模型形状编辑方法。该方法定义了基于平均曲率流的光顺算子,通过此光顺算子获得点模型不同光滑程度的曲面表示。运用对应曲面上点之间的向量差进行相应几何细节的抽取,在相邻的曲面表示之间将几何细节剥离出来。用户可以在不同的曲面上进行自由形状编辑,而无须关心几何细节。在变形后的曲面上再将相应的几何细节映射回去,实现对模型保细节的变形。实验结果表明该方法是一种有效的点模型造型算法,在变形的同时,有效地保持了模型表面的细节特征。     

融合时态特征的日英层次短语翻译模型

针对基于层次短语翻译模型的统计机器翻译使用上下文信息有限,时态翻译质量不高的问题,提出一种融合时态特征的日英统计机器翻译方法。该方法通过引入翻译规则的时态分类约束信息,解码器可以根据每条规则的潜在时态分类,为相应时态的句子匹配到最合适的规则进行翻译。首先从双语训练语料中抽取时态特征构建最大熵分类模型,然后再抽取包含各类时态信息的层次短语规则的时态特征,最后将规则的时态分类结果作为一类新特征,融入基于层次短语的翻译系统中。实验结果表明,与基线系统相比,该方法在多个测试集上提高了翻译质量,在一定程度上解决了日英层次短语模型的时态翻译问题。     

一种融合自适应增强语义信息的知识图谱补全方法

翻译模型在进行知识图谱补全的过程中往往会忽略三元组中的语义信息。为弥补这一缺陷,本文构造了一种融合自适应增强语义信息的知识图谱补全方法。通过微调BERT模型获取三元组中的语义信息,并对高纬度向量做降维处理,最后运用注意力机制生成语义信息软约束规则,将该规则添加至原翻译模型中实现语义信息的自适应增强。经实验对比,本文所提方法较原翻译模型在数值上约提升2.6%,验证了方法的合理性与有效性。     

尺度无关的级联卷积神经网络人脸检测算法

卷积神经网络在进行图片处理时需要输入固定尺寸大小的图片，该限制会导致原图在放缩过程中损失大部分信息。另外，目前人脸检测算法多用单一结构网络进行特征提取，这就使得算法的泛化能力较弱。针对以上两个问题，提出了一种将级联卷积神经网络与空间金字塔池化相结合的人脸检测算法。该方法将三级卷积神经网络模型连接起来，其中三级神经网络模型之间各不相同，结构从简单到复杂，在不同层次的神经网络上提取不同的人脸特征并筛选图片，完成对图片中人脸区域的检测。同时，在每级网络层次中加入空间金字塔池化层，这种池化策略无须固定尺寸大小的输入，增加了模型输入的尺寸选择。在标准人脸数据集中，该方法相对于传统方法实现了模型的多尺度输入，提升了检测的性能，并降低了检测人脸的时间。     

基于圆锥代理的单幅花朵图像编辑

为了实现单幅花朵图像的有效编辑,提出一种基于圆锥代理的花朵图像编辑方法.首先在输入的单幅图像上由用户标注出前景花朵像素集和背景图像像素集,利用Grab Cut算法有效地提取前景花朵区域,并采用Patch Match算法实现图像背景区域的有效修复;然后在提取得到的前景花朵区域中,用户交互临摹描绘出图像中花朵的各花瓣2条边缘曲线,先利用花瓣关键点拟合圆锥并用该圆锥计算花朵各花瓣的对称面法向量,再利用花朵各花瓣对称性特点和对称面信息直接计算每个花瓣的边缘曲线深度信息,以重建花朵三维模型;最后利用平移、旋转和缩放等操作高效编辑花朵三维模型,并将编辑得到的花朵模型投影到修复得到的背景图像上,实现单幅花朵图像的编辑.实验结果表明,该方法在编辑单幅花朵图像中是有效的.     

保持生理特征的人脸编辑

提出了一种保持生理特征的交互式人脸编辑方法。采用控制点分层策略，即以用户直接操作的控制点对（称为主控制点对）为输入层，其他控制点对（称为次控制点对）为输出层，建立人工神经网络；然后采用误差反向传播法（Error Back Propagation）学习，从而建立主、次控制点之间的约束关系；最后通过输出层将编辑信息在模型中进行插值。该编辑结果可以应用到具有相同拓扑的任意人脸模型上。实验结果表明，采用分层控制的方法不仅保持了编辑操作的方便性、精确性，同时还保持了人脸生理特征的真实性。     

基于特征面的分层次CAD模型快速传输*

为了解决同步协同设计中共享模型数据传输量过大的问题,提出了一种基于特征面的分层次数据传输方法。该方法在进行共享模型传输时,首先只传输该模型的三角面片信息,当需要进行协同装配时,将参与装配的部件具体指定到某一特征面,且仅对于这一特征面传输全部的特征信息。为快速提取任一特征面,将笔者所在实验室自主研发的HUSTCAID系统的体系结构进行了二次开发,增加了特征面模型和面片模型,实现了HUSTCAID与UG系统间共享模型的实时传输。     

Interactive Multiresolution Editing of Arbitrary Meshes

This paper presents a novel approach to multiresolution editing of a triangular mesh. The basic idea is to embed an editing area of a mesh onto a 2D rectangle and interpolate the user-specified editing information over the 2D rectangle. The result of the interpolation is mapped back to the editing area and then used to update the mesh. We adopt harmonic maps for the embedding and multilevel B-splines for the interpolation. The proposed mesh editing technique can handle an arbitrary mesh without any preprocessing such as remeshing. It runs fast enough to support interactive editing and produces intuitive editing results.     

基于切平面中值坐标的Laplacian网格变形算法

网格模型变形往往需要保持局部几何细节,Laplacian网格变形算法能够较好地保持局部几何细节特征,但细节特征描述子-Laplacian坐标的计算欠缺精确性.从平面多边形中值坐标的角度出发,对Laplacian坐标进行重新定义,将顶点的一阶邻域投影到顶点处切平面上,根据顶点相对投影点的中值坐标构建的Laplacian坐标能够精确地描述模型的局部几何细节特征,实验验证能够获得较好的编辑效果.     

Versatile surface detail editing via Laplacian coordinates

This paper presents a versatile detail editing approach for triangular meshes based on filtering the Laplacian coordinates. More specifically, we first compute the Laplacian coordinates of the mesh vertices, then filter the Laplacian coordinates, and finally reconstruct the mesh from the filtered Laplacian coordinates by solving a linear least square system. The proposed detail editing method includes not only feature preserving smoothing but also enhancing. Furthermore, the proposed approach allows interactive editing of some user-specified frequencies and regions. Experimental results demonstrate that our method is much more versatile and faster than the existing methods.     

Shape-based detail-preserving exaggeration of extremely accurate 3D faces

We present an approach to automatically exaggerate the distinctive features of extremely detailed 3D faces. These representations comprise several million triangles and capture skin detail down to the pores. Despite their high level of realism, their size makes visualization difficult and real-time mesh manipulation infeasible. The premise of our methodology is to first remove the detail to obtain low resolution shape information, then perform shape-based exaggeration on a low resolution model and finally reapply the detail onto the exaggeration to recover the original resolution. We also present the results of applying this methodology to a small set of faces.     

基于重新划分的三角形网格简化的一种改进算法

基于重新划分的三角形网格简化方法能自动生成多细节层次模型，它的基本思想是:根据三角形网格的局部几何和拓扑特征将一定数量的点分布到原网格上,生成一个中间网格,移去中间网格中的老顶点,并对产生的多边形区域进行局部三角化,最后形成以新点为顶点的三角形网格.本文在已有算法的基础上,提出了一种分布新点的算法,从而克服了原有方法的局限性.它利用三角形顶点的曲率和三角形的面积两个因素来反映网格在每个三角形处的特征.文中给出的一组实例说明了算法的有效性.     

Multiresolution Shape Deformations for Meshes with Dynamic Vertex Connectivity

Multiresolution shape representation is a very effective way to decompose surface geometry into several levels of detail. Geometric modeling with such representations enables flexible modifications of the global shape while preserving the detail information. Many schemes for modeling with multiresolution decompositions based on splines, polygonal meshes and subdivision surfaces have been proposed recently. In this paper we modify the classical concept of multiresolution representation by no longer requiring a global hierarchical structure that links the different levels of detail. Instead we represent the detail information implicitly by the geometric difference between independent meshes. The detail function is evaluated by shooting rays in normal direction from one surface to the other without assuming a consistent tesselation. In the context of multiresolution shape deformation, we propose a dynamic mesh representation which adapts the connectivity during the modification in order to maintain a prescribed mesh quality. Combining the two techniques leads to an efficient mechanism which enables extreme deformations of the global shape while preventing the mesh from degenerating. During the deformation, the detail is reconstructed in a natural and robust way. The key to the intuitive detail preservation is a transformation map which associates points on the original and the modified geometry with minimum distortion. We show several examples which demonstrate the effectiveness and robustness of our approach including the editing of multiresolution models and models with texture.     

基于法矢调整的浮雕曲面粘贴算法

浮雕是一类将细节附着在平面或曲面背景上的复杂曲面,设计时其背景大多为平面,应用时根据需要将其粘贴在不同的三维产品表面上,这就是浮雕曲面的粘贴问题。将浮雕和目标物体均用三角网格模型表示,提取粘贴的区域作为目标曲面并将其参数化到一个平面上,建立浮雕附着的平面与目标曲面之间的关系,然后设计一种法矢调整算法使得浮雕在目标曲面上变形较小,最后将浮雕和目标曲面合成为一个完整的三角网格。所提算法不仅适合形状变化平缓、曲率小的目标曲面,对于曲率大的目标曲面也有较好的粘贴效果。     

基于特征的离散网格模型表示与编辑技术

本文提出了一种基于特征的离散网格模型表示方法,能够表达传统三维网格模型中缺失的高层次信息,并以模型编辑为例显示了其应用价值.该特征结构利用特征线、特征面、特征组来建立离散网格的特征结构,用于描述模型的形状、约束、语义等信息,在原有网格模型的基础上构建了一个“超网格”.通过构建特征间的拓扑关系和约束关系,模型在编辑过程中能够保持特定的形状、结构属性,同时由于编辑操作造成的网格修改被限定在局部的特征区域内,从而提高了模型编辑的运算效率.     

Geometry seam carving

We present a novel approach to feature-aware mesh deformation. Previous mesh editing methods are based on an elastic deformation model and thus tend to uniformly distribute the distortion in a least-squares sense over the entire deformation region. Recent results from image resizing, however, show that discrete local modifications such as deleting or adding connected seams of image pixels in regions with low saliency lead to far superior preservation of local features compared to uniform scaling — the image retargeting analog to least-squares mesh deformation. Hence, we propose a discrete mesh editing scheme that combines elastic as well as plastic deformation (in regions with little geometric detail) by transferring the concept of seam carving from image retargeting to the mesh deformation scenario. A geometry seam consists of a connected strip of triangles within the mesh’s deformation region. By collapsing or splitting the interior edges of this strip, we perform a deletion or insertion operation that is equivalent to image seam carving and can be interpreted as a local plastic deformation. We use a feature measure to rate the geometric saliency of each triangle in the mesh and a well-adjusted distortion measure to determine where the current mesh distortion asks for plastic deformations, i.e., for deletion or insertion of geometry seams. Precomputing a fixed set of low-saliency seams in the deformation region allows us to perform fast seam deletion and insertion operations in a predetermined order such that the local mesh modifications are properly restored when a mesh editing operation is (partially) undone. Geometry seam carving hence enables the deformation of a given mesh in a way that causes stronger distortion in homogeneous mesh regions while salient features are preserved much better.     

点模型的多分辨率形状编辑

提出了一种基于几何细节映射的点模型的形状编辑方法.几何细节是曲面的一个重要属性,定义几何细节为原始曲面及其基曲面之间的向量差,该基曲面由多层次B样条所构成.通过基曲面上的局部仿射坐标,则可以得到与之对应的多分辨率几何细节表示,曲面的低频信息和高频信息易被用户所指定的频段分离.通过调节基曲面的形状,再将这些几何细节映射上去,可以对模型进行保细节的变形;如果将几何细节映射到其他物体上,将可以得到几何细节迁移的结果.为点模型开发了多种特征保持的编辑算子,实验结果表明,所提出的方法是一种有效的点模型造型算法.