形状分析

摘要： 三维形状的功能性分析作为理解和操纵三维环境的手段对人工智能起着重要的作用,人类在没有任何环境的情况下,可以凭借知识和经验预测出对象的功能.为此,提出一种使用关系图指导给定对象生成三维功能场景的方法,包括关系图生成和场景生成2个步骤.在关系图生成阶段,采用深度卷积生成网络预测给定对象的关系图,将中心和交互对象编码为节点,对象之间的空间关系编码为边;在场景生成阶段,将生成的图和给定的中心对象作为输入,并输出交互对象的形状和位置.该方法在用于场景生成的交互场景数据集上进行测试,并与PG-DNN和PQ-NET方法比较,采用倒角距离和光场距离作为评价指标.实验结果表明,所提方法生成的功能场景优于现有方法,还可以使用对象的隐式表达生成高分辨率的功能场景.

摘要： 三维模型局部自相似性是物体形状分析中的一个基本问题,其中,局部形状描述符的构建对自相似性分析的最终结果至关重要.针对此问题,提出了一种基于张量融合特征描述符的自相似性分析方法.首先利用相关面和反向点对点云模型进行形状直径函数(shape diameter function,SDF)的近似计算;然后利用谱聚类对模型进行过分割成模型子块,由K近邻(K-nearest neighbor,KNN)邻域点的SDF、形状指数(shape index,SI)和高斯曲率(Gauss curvature,GS)矩阵构造三维特征张量;最后利用张量范数构造映射得到形状描述符,并定义相似性度量分析模型子块之间的自相似性.对几种最新的方法(包括部分匹配和显著性检测)进行了实验,无论是直观视觉效果,还是相似性测度和相对误差上的评价指标,结果均表明,该方法可有效地对形状进行描述,提高了点云模型相似子块的识别精度.

摘要： 针对传统方法构建的患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合效果较差的问题,提出基于点分布模型的3D模型拟合方法(3DMFB-PDM).?对训练样本集进行数据处理,使模板样本与目标样本对齐,减小训练样本由于旋转及尺度变化产生的不利影响;在训练样本间建立对应关系,用正态分布表示患者的点分布模型;计算测试样本中的特征点与点分布模型中对应点间的距离,通过引入Mahalanobis距离和转换非线性方程组,使点间距最小.根据最小间距不断调整点分布模型的形状参数,使点分布模型与测试样本拟合.选取30组左侧股骨作为训练样本集实验验证3DMFB-PDM的有效性,结果表明引入附加项后的拟合误差小于未引入附加项的拟合误差.?将3DMFB-PDM与其他3种方法进行对比,结果显示3DMFB-PDM的拟合误差最小,表明3DMFB-PDM能够有效地将患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合.

摘要： 形状的检索和识别在医疗诊断、目标识别、图像检索和计算机视觉等领域都有重要应用,而高效的形状检索和识别取决于形状表达算法的优劣.给出了形状表达优劣的一般判断标准,对目前的主要形状表达方法进行分类,包括线性组合表达、空间关联关系表达、基于微分和积分的特征表达,以及变形表达等方法.对每一类方法,从使用的数学模型、多分辨率表达能力、不变量、鲁棒性、形状重构、信号噪声分辨性能等方面进行分析和综合评价,指出这些表达方法的优劣,尤其是就这些算法的数学机理进行分析探讨,并给出了未来需要进一步研究的方向和思路.

摘要： 构造了一种保形并且形状可调的分段三次多项式曲线,并分析其形状特征与控制多边形之间的关系.首先,通过预设基函数的性质再解方程组,构造了一组带2个形状参数的多项式基函数,其包含三次均匀B样条基函数作为特例.然后,借助基函数与三次Bernstein基函数之间的关系证明了基函数的全正性,由这组基函数定义了一种分段三次多项式曲线,使该曲线拥有一个局部和一个全局形状参数.最后,分析了控制多边形边变量之间的相对位置关系对曲线段形状特征的影响,得到了曲线段拥有1个或2个拐点,1个二重点或1个尖点,为局部凸或全局凸时的充要条件.该结论为曲线段的形状调整提供了理论基础.%This paper proposes a new class of shape-preserving piecewise cubic polynomial curves with both local and global shape control parameters.By presetting the properties of its basis functions and then solving equations,a set of polynomial basis functions with two shape parameters are derived,including the cubic uniform B-spline basis functions as a special case.Based on the relationship between the new basis functions and the cubic Bernstein basis functions,the totally positive property of the new basis functions is proved and a new class of piecewise cubic polynomial curves is therefore defined.The effect of the relative position of the control polygons'side vectors onto the shape characteristic of the corresponding curve segments is analyzed.Necessary and sufficient conditions are obtained for the curve segments containing single or double inflection points,a loop or a cusp,or be locally or globally convex,which provide a theoretical guide for adjusting the shape of curve segments.

摘要： 针对实际路面裂缝检测中存在复杂噪声干扰的问题,根据裂缝和背景像素的视觉差异,设计一种融入视觉注意机制的路面裂缝自动检测与识别算法.通过灰度校正和各向异性扩散滤波的预处理方法滤除部分噪声,利用全局和局部灰度对比度信息计算裂缝显著值,融合生成综合显著图粗定位裂缝区域.在此基础上,依据裂缝区域的形状特征使用形状分析法进行去噪和目标提取,实现裂缝的精确定位.实验结果表明,该算法能快速有效地检测出裂缝区域,与基于阈值分割、边缘检测或小波变换的裂缝检测算法相比,具有较高的检测精度.

摘要： 分析利用霍夫变换(Hough transform)和形状分析对交通标志图像进行自动化智能处理的方法,该方法可以通过对图像进行线段检测、形状测量并计算其面积比和周长比等,实现对交通标志的检测与识别.模拟测试结果显示,该方法可以实现对不同类型交通标志的准确检测和识别.

摘要： 骨刻文是考古研究人员最近发现的中国早期的一种图画象形字,被认为是甲骨文的主要源头.针对骨刻文的形状特点,本文利用改进的Zemike矩对骨刻文的形状进行对比分析,找出相似的骨刻文.首先介绍了Zemike矩的定义和不变性;然后对Zemike矩进行改进,使其具有仿射不变性;最后给出了Zemike矩在骨刻文形状分析中的实验结果.

摘要： 基于包络理论与拓扑映射的方法，对一类带形状参数的二次三角Bezier曲线进行了形状分析，得出了曲线上含有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的充分必要条件，这些条件完全由控制多边形的形状参数所决定，并进一步讨论了形状参数对形状分布图的影响及其对曲线形状的调节能力。

摘要： 海马结构的建模以及它在各种神经系统疾病中的变化情况是近年来研究的一个热点.有两个主要的困难影响了这方面的研究:一个是如何分割海马,另一个是对应性如何得到.本文将海马建模与形状分析结合起来,使用专家分割的数据,对海马参数化建模.找出海马中轴,利用中轴寻求对应性.我们将此方法用于AD病人组和正常对照组之间海马结构的比较,实验结果表明,两组之间存在显著的形状差异.

摘要： 三维模型前朝向的识别是场景合成与重建的基础.针对现有三维模型前朝向识别算法依赖于模型在场景中上下文关系、计算过程复杂等问题,提出一种基于随机森林的三维人造模型前朝向识别算法.首先通过模型简化和计算模型方向包围盒得到候选面;然后基于物体功能设计和心里学等对模型进行形状分析,为候选面提取一组与之相关联的特征;最后利用随机森林理论训练正朝向判别分类器,实现对模型的正朝向识别.实验结果表明,该算法对模型前朝向识别正确率达到80％,能够很好地处理室内场景绝大种类模型,包括目前方法计算错误的模型.

摘要： 本文是《抛丸机中抛丸器的优化设计》一文中的叶轮叶片形状分析的补充，说明倾斜叶片的优越性：既使用寿命长，抛出速度大，耗能低，又使用稳定;是提出定向套窗口设计方法，证明传统定向套窗口宽度定为～54°的理由，也是分丸轮设计的分析失误的更正。

摘要： 在总结穿孔实体形状变化实质的基础上,从正则集合操作法则出发,提出了理论性强且易于掌握的穿孔实体形状罗辑分析法,运用该法可很快掌握对穿孔实体从宏观到细节的形状分析,从而有效提高学习者的空间思维能力.

摘要： 针对存在大量重复结构的3D模型，本文提出了一种多尺度重复结构快速检测算法。该算法通过对模型表面采样点集进行基于采样点曲率的预聚类来检测重复结构，并且采用递减 采样步长的渐进模式处理此检测过程。由于检测过程中融入了二次聚类和多尺度的思想，使得 本文算法可以高效地检测出3D模型中精细的以及嵌套的重复结构。实验证明，相比同类算法，本文算法在降低时间复杂度的同时能够更加准确的检测模型中的重复结构，具有较强的鲁棒性。

摘要： 针对存在大量重复结构的3D模型，本文提出了一种多尺度重复结构快速检测算法。该算法通过对模型表面采样点集进行基于采样点曲率的预聚类来检测重复结构，并且采用递减 采样步长的渐进模式处理此检测过程。由于检测过程中融入了二次聚类和多尺度的思想，使得 本文算法可以高效地检测出3D模型中精细的以及嵌套的重复结构。实验证明，相比同类算法，本文算法在降低时间复杂度的同时能够更加准确的检测模型中的重复结构，具有较强的鲁棒性。

摘要： 针对存在大量重复结构的3D模型，本文提出了一种多尺度重复结构快速检测算法。该算法通过对模型表面采样点集进行基于采样点曲率的预聚类来检测重复结构，并且采用递减 采样步长的渐进模式处理此检测过程。由于检测过程中融入了二次聚类和多尺度的思想，使得 本文算法可以高效地检测出3D模型中精细的以及嵌套的重复结构。实验证明，相比同类算法，本文算法在降低时间复杂度的同时能够更加准确的检测模型中的重复结构，具有较强的鲁棒性。

摘要： 针对存在大量重复结构的3D模型，本文提出了一种多尺度重复结构快速检测算法。该算法通过对模型表面采样点集进行基于采样点曲率的预聚类来检测重复结构，并且采用递减 采样步长的渐进模式处理此检测过程。由于检测过程中融入了二次聚类和多尺度的思想，使得 本文算法可以高效地检测出3D模型中精细的以及嵌套的重复结构。实验证明，相比同类算法，本文算法在降低时间复杂度的同时能够更加准确的检测模型中的重复结构，具有较强的鲁棒性。

摘要： 计算机通过将主成分权重向量应用于指示耳形状数据集与主成分权重向量之间的关系的耳形状模型来生成耳形状数据，每个耳形状数据集表示表示耳的三维形状的点组与表示参考耳的三维形状的点组之间的差，并且每个主成分权重向量指示相应耳形状数据集的主成分的权重。计算机从生成的耳形状数据中识别与通过图像数据表示的目标耳图像相对应的目标耳的所估计的三维形状。

摘要： 计算机通过将主成分权重向量应用于指示耳形状数据集与主成分权重向量之间的关系的耳形状模型来生成耳形状数据，每个耳形状数据集表示表示耳的三维形状的点组与表示参考耳的三维形状的点组之间的差，并且每个主成分权重向量指示相应耳形状数据集的主成分的权重。计算机从生成的耳形状数据中识别与通过图像数据表示的目标耳图像相对应的目标耳的所估计的三维形状。

摘要： 耳形状分析器包括：样本耳分析器，其被配置成针对N个样本耳中的每一个生成耳形状数据集，耳形状数据集表示代表参考耳的三维形状的点组与代表N个样本耳中的一个的三维形状的点组之间的差；平均计算器，其被配置成通过将由样本耳分析器生成的N个耳形状数据集平均化，生成平均形状数据；耳形状识别器，其被配置成通过以下方式识别所述N个样本耳的平均耳形状：通过使用平均形状数据变换表示参考耳的三维形状的点组中的各个点的坐标。

摘要： 一种用于分析通过测量待测量工件的轮廓形状而获取的形状数据的形状分析方法，包括：决定形状分析中使用的几何元素；决定要被包括在评估范围中的一个数据点；向包括所述一个数据点的区间应用所述几何元素；在改变所述区间的宽度的同时搜索用于满足预设形状公差的阈值条件的最宽区间；查明将通过所述搜索而找到的区间夹在中间的两个边界点；获得所述两个边界点分别偏移了预设偏移量的两个边缘点；将夹在所述边缘点之间的范围设置为所述评估范围；以及将所述评估范围内的形状数据作为对象，用于几何性质的计算。

摘要： 本发明提供一种内窥镜插入形状分析装置及内窥镜插入形状分析系统。本发明的作为内窥镜插入形状分析装置的电子内窥镜系统包括：具有插入体腔内的插入部的电子内窥镜；利用内窥镜插入部的多个源线圈、读出线圈装置和形状处理装置检测插入部形状的形状观测装置等；和显示内窥镜拍摄的内窥镜图像及形状观测装置检测出的形状的显示器，该电子内窥镜系统还具有PC，该PC基于形状处理装置检测出的信息，根据形状处理装置检测出的形状，对形状数据进行模式分类。

摘要： 一种基于形状树的地理要素形状分析方法，存储介质以及相关应用，其中该方法采用全球各地区边界线数据，通过对地理要素几何形态分析方法的研究，基于道格拉斯算法、形状树理论、递归算法、广度优先遍历等相关算法及理论，提出针对地理要素的形态分析模型，进一步应用于地理数据的化简以及地理数据的分析，主要应用包括：地理数据压缩，实现在线动态可视化；地理数据渐进性表达；地图要素匹配；地理数据质量分析以及衡量地理要素随时间变化趋势等相关的应用。本发明能够对指定区域地理数据进行数据压缩，提高压缩比、去掉部分或全部冗余,从而减少数据所占的存储空间并保证在数据还原时恢复原状。

摘要： 耳形状分析器包括：样本耳分析器，其被配置成针对N个样本耳中的每一个生成耳形状数据集，耳形状数据集表示代表参考耳的三维形状的点组与代表N个样本耳中的一个的三维形状的点组之间的差；平均计算器，其被配置成通过将由样本耳分析器生成的N个耳形状数据集平均化，生成平均形状数据；耳形状识别器，其被配置成通过以下方式识别所述N个样本耳的平均耳形状：通过使用平均形状数据变换表示参考耳的三维形状的点组中的各个点的坐标。

摘要： 一种用于分析通过测量待测量工件的轮廓形状而获取的形状数据的形状分析方法，包括：决定形状分析中使用的几何元素；决定要被包括在评估范围中的一个数据点；向包括所述一个数据点的区间应用所述几何元素；在改变所述区间的宽度的同时搜索用于满足预设形状公差的阈值条件的最宽区间；查明将通过所述搜索而找到的区间夹在中间的两个边界点；获得所述两个边界点分别偏移了预设偏移量的两个边缘点；将夹在所述边缘点之间的范围设置为所述评估范围；以及将所述评估范围内的形状数据作为对象，用于几何性质的计算。

摘要： 本发明提供一种内窥镜插入形状分析装置及内窥镜插入形状分析系统。本发明的作为内窥镜插入形状分析装置的电子内窥镜系统包括：具有插入体腔内的插入部的电子内窥镜；利用内窥镜插入部的多个源线圈、读出线圈装置和形状处理装置检测插入部形状的形状观测装置等；和显示内窥镜拍摄的内窥镜图像及形状观测装置检测出的形状的显示器，该电子内窥镜系统还具有PC，该PC基于形状处理装置检测出的信息，根据形状处理装置检测出的形状，对形状数据进行模式分类。

摘要： 一种基于形状树的地理要素形状分析方法，存储介质以及相关应用，其中该方法采用全球各地区边界线数据，通过对地理要素几何形态分析方法的研究，基于道格拉斯算法、形状树理论、递归算法、广度优先遍历等相关算法及理论，提出针对地理要素的形态分析模型，进一步应用于地理数据的化简以及地理数据的分析，主要应用包括：地理数据压缩，实现在线动态可视化；地理数据渐进性表达；地图要素匹配；地理数据质量分析以及衡量地理要素随时间变化趋势等相关的应用。本发明能够对指定区域地理数据进行数据压缩，提高压缩比、去掉部分或全部冗余,从而减少数据所占的存储空间并保证在数据还原时恢复原状。