基于工业CT图像的数控代码直接生成方法研究

以曲面形状简单、可直接仿制的产品为对象,提出了由工业计算机断层成像技术图像直接生成数控代码的方法.该方法首先对产品的切片图像进行边缘提取与轮廓跟踪,再采用B样条曲线进行轮廓拟合,然后引入平面任意区域加工填充技术,逐层生成刀具路径并进行有序连接,最后生成数控代码.在B样条曲线拟合中,为了提高拟合精度,提出了一种基于特征点提取与线段类型识别的型值点选取法;在数控代码生成步骤中,改进了单层切片轮廓岛屿关系判别方法,提高了判别正确率.开发了软件系统,将该软件生成的数控代码输入到加工仿真软件中,仿真结果验证了数控代码生成方法的正确性.     

基于B-样条Snake模型的人体运动跟踪方法研究

提出了一种基于B-样条曲线Snake模型的新的人体运动跟踪方法.Snake算法是通过最小能量来逼近物体的轮廓.采用改进的B-样条曲线Snake模型,每一帧图像中的目标轮廓用三次样条曲线准确地表示,使Snake模型更加稳定和具有较快的收敛速度.计算相邻帧之间的差分图像,通过利用一种基于统计关系双阈值分割方法,有效地检测出图像中运动人体,初步确定目标在每帧图像中的粗略位置.把从上一帧图像中得到的目标轮廓置于该位置,作为B-样条曲线Snake算法中轮廓提取的初始值,经运算后可得到对人体目标的准确分割与跟踪.     

代数曲线的有理二次B样条逼近

基于代数曲线的合理分割,给出了曲线段的三角形凸包的描述.提出了以曲线段端点的两条切线确定控制多边形的方案.详细地讨论了代数曲线的分段有理二次B样条逼近算法.逼近曲线保持了原始曲线的一些重要几何性质,如单调性,凹凸性,G1连续性.数值实验表明,该算法提供了代数曲线近似参数化的一条有效途径.     

极限学习机延拓的BS-EMD端点效应抑制算法及应用

针对希尔伯特-黄变换过程中经验模态分解出现的端点效应问题,采用极限学习机（Extreme Learning Machine,ELM）算法对原始数据序列分别向左右两端延拓,对扩展后的数据序列用B样条插值函数求其平均曲线,在此基础上进行下一步分解,结束分解后摒弃两端延展的数据,使算法得到优化,起到了抑制端点效应的作用。通过与未经延拓,BP神经网络延拓和支持向量机延拓各项指标的对比分析表明,该算法不仅有效抑制了经验模态分解过程中的端点效应,在预测速度和分解精度上都有一定的优势。将该方法应用于电力系统的谐波分析中,仿真结果表明该方法能有效抑制EMD的端点效应,更好地分解出谐波中含有的不同频率谐波分量。     

基于B-样条曲线的线缆变形仿真

线缆变形仿真是线缆辅助设计和维修过程仿真需要解决的核心问题,也是目前虚拟现实技术研究的热点之一。B-样条曲线是计算几何学的重要理论成果,已经广泛应用于计算机辅助设计。本文首先对B-样条函数的概念进行了简单介绍,分析了用三次开放B-样条曲线进行线缆变形仿真的优越性;然后将全局能量优化方法与高度坐标置零法结合求解曲线控制点的坐标,建立关于已知两端点位置和通过指定点的线缆模型;用Lagrange乘子法建立指定点有切矢约束的线缆模型。这种方法描述的是处于平衡状态的线缆变形,计算量小,模型逼真,而且形状控制方便,能够实现线缆布线指导和维修过程仿真。     

一种数字水印算法及其复杂度分析

稳健性是稳健水印算法的主要目标,为改善水印稳健性,图像水印算法中可先用样条方法 为图像建模,再实现水印嵌入操作,比如由低频子图像各行小波系数构成的控制多边形定义 一簇B样条曲线,适度改变B样条曲线并反算其控制顶点以得到水印图像．本文探讨了这 个算法,进而重点分析了反算控制顶点的算法及其时间复杂度．     

基于B-样条曲线暗通道的图像去雾算法

针对暗原色去雾算法在高亮背景图像中出现光晕（Halo）效应的问题,提出一种基于B-样条曲线加gamma（γ）修正透射率去除Halo效应的算法。通过分析暗原色透射率图像的统计直方图,得出Halo效应的产生是由于HE算法透射率直方图中低灰度值占比较大,因此需要对直方图低灰度包络进行修正。寻找直方图中第1个低灰度波峰,在2个波谷间进行子区间分割,并以区间边界点作为样条区间节点计算三次样条曲线,以拟合低灰度包络。基于透射率图中修正位置对修正结果的关键性作用,采用改进的大津法从横向和纵向两个维度对透射率图进行分割,以确定修正区域,实现精准补偿,提高抗噪性能。根据不同雾图选择合适的γ修正系数修正拟合的灰度包络并对图像进行还原,验证不同修正系数对结果的影响。实验结果表明,当修正系数γ>1.5时,Halo效应能被有效减缓或消除,与HE算法相比,该算法的对比度、信息熵最大可分别提高10.1%和9.9%,算法并行度可达到M或N级。     

基于小波的曲线任意放大

文章利用小波多分辨理论,提出了任意比例放大曲线的方法.该算法简单,放大后的曲线失真小且比较光滑.同时,在理论上讨论了适于放大缩小曲线的小波基应具有的特征.理论和实验结果均说明双正交B样条小波和半正交B样条小波具有较好的几何特征,适于本文算法.     

样条插值的MATLAB实现

插值法是工程实践中最常用的函数逼近方法,其方法就是利用有限个数据点来实现对整个函数的拟合.本文介绍了插值法的概念,进而对样条插值的概念和条件进行了阐述.三次样条插值和B样条插值是最常用的两种样条插值方法.本文着重对这两种方法进行了数学分析并基于MATLAB工具箱对其进行仿真实现.     

凸轮组的磨损程度和相对位置的检测

在很多轻工机械、机电一体化装置中,凸轮机构或凸轮组机构有大量的应用,由于凸轮轮廓与从动件是点接触或线接触,容易磨损,磨损后从动件不能按预期的运动规律进行工作,所以很有必要对凸轮轮廓进行测量并加以曲线拟合和误差分析来反映凸轮的现有状态。本文提出了一种检测方法,能够对凸轮表面磨损程度进行在线、非拆卸、直接检测,并可以对凸轮组之间的相对位置进行检测。对于检测结果,先利用非均匀B样条法对检测数据进行曲线拟合,再经过误差分析得出被测凸轮的理论曲线,进而确定误差值大小。该方法具有测量精确、易于操作、实用性强等优点,可有效反映凸轮轮廓状态。