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逼真可控的火焰动画框架设计与实现

计算机应用 2011年第1期31卷 45-49页

作者：洪义朱登明邱显杰王兆其中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

提出一个通用的火焰模拟框架,通过前处理、火焰模拟和后处理三个阶段生成满足用户需求且真实感强的火焰动画。针对该模拟框架,给出一种有效解决方案。根据火焰的两相流特性以及流体湍流特性,提出火焰的湍流模型,在有限计算资源条件下生... 详细信息

提出一个通用的火焰模拟框架,通过前处理、火焰模拟和后处理三个阶段生成满足用户需求且真实感强的火焰动画。针对该模拟框架,给出一种有效解决方案。根据火焰的两相流特性以及流体湍流特性,提出火焰的湍流模型,在有限计算资源条件下生成细节丰富的高真实感火焰动画。实验结果表明,所提出的火焰模拟框架切实可行,能逼真模拟基本火焰现象以及在复杂曲线、曲面和蔓延规则约束下的火焰动画。

关键词：火焰动画火焰模拟框架湍流模型

改进YOLOX的药品泡罩铝箔表面缺陷检测方法

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图学学报 2022年第5期43卷 803-814页

作者：胡海涛杜昊晨王素琴石敏朱登明华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国科学院计算技术研究所北京100190 太仓中科信息技术研究院江苏太仓215400

药品泡罩包装中铝箔表面包含各种字体和图案信息,而且铝箔表面凹凸不平,拍摄中会出现明暗分布不均的情况,可导致缺陷特征和铝箔表面特征相似度较高。针对YOLOX模型无法更加准确区分缺陷特征和铝箔表面特征的问题,提出一种改进YOLOX模型... 详细信息

药品泡罩包装中铝箔表面包含各种字体和图案信息,而且铝箔表面凹凸不平,拍摄中会出现明暗分布不均的情况,可导致缺陷特征和铝箔表面特征相似度较高。针对YOLOX模型无法更加准确区分缺陷特征和铝箔表面特征的问题,提出一种改进YOLOX模型的表面缺陷检测方法。首先,为了使输入到Prediction网络的信息更具全局性,需要对Neck网络中特征图的全局特征进行分析,于是将Neck网络的CSP模块替换成transformer encoder模块。同时YOLOX模型具有较深的深度,为了有效地提高分类精度,使用Mish激活函数替换Swish激活函数。然后针对缺陷特征和铝箔表面特征相似导致缺陷区域和背景区域分类困难的问题,在损失函数中引入focal loss。实验结果表明,改进的模型对铝箔表面缺陷检测的mAP为90.17%,比原始的YOLOX模型提高了4.95%,并且改进的模型能够降低和铝箔表面特征相似度较高的缺陷误检和漏检的概率。

关键词：铝箔表面缺陷检测 YOLOX transformer编码器 Mish focal损失函数

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基于注意力机制的高分辨率自动实时绿幕抠像方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：靳悦李兆歆朱登明王振强陈溟王兆其中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室青岛市广播电视台青岛海发广电传媒科技有限公司

随着相机等硬件设备的更新换代以及观众审美水平的提升，高分辨率下的绿幕抠像技术变得十分重要. 为实现高分辨率图像下精确且高效的绿幕抠像，提出一种基于注意力机制的高分辨率自动实时绿幕抠像方法. 所提方法分为两个阶段，第1阶... 详细信息

随着相机等硬件设备的更新换代以及观众审美水平的提升，高分辨率下的绿幕抠像技术变得十分重要. 为实现高分辨率图像下精确且高效的绿幕抠像，提出一种基于注意力机制的高分辨率自动实时绿幕抠像方法. 所提方法分为两个阶段，第1阶段仅以RGB绿幕图像作为输入，采用注意力机制来准确提取前景目标对象，无需人工参与或生成近似背景图等预处理操作，实现了自动化; 第2阶段增加深度引导滤波模块进行高分辨率处理，实现了高分辨率下实时的处理效率. 在绿幕数据集上的实验结果表明，所提方法在保证较好绿幕抠像精度的前提下，达到2K分辨率视频下约80.2 帧/s的处理速度.

关键词：绿幕抠像自动实时高分辨率注意力机制深度引导滤波

面向工业数字孪生的三层知识图谱结构设计方法

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计算机科学 2024年第S01期51卷 51-56页

作者：唐昕孙宇菲王钰珏石敏朱登明中国科学院计算技术研究所北京100190 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

随着工业领域数字化和智能化的发展,企业正面临着提高生产效率、降低生产成本、优化生产过程以及实现实时监控等挑战。数字孪生技术作为一种有效的解决方案,受到了广泛关注。然而,工业建设数字孪生过程中存在数据获取与整合、模型构建... 详细信息

随着工业领域数字化和智能化的发展,企业正面临着提高生产效率、降低生产成本、优化生产过程以及实现实时监控等挑战。数字孪生技术作为一种有效的解决方案,受到了广泛关注。然而,工业建设数字孪生过程中存在数据获取与整合、模型构建与更新以及实时性与精度等难点。为解决这些问题,提出了一种基于数字孪生的知识图谱概念-实例-模块结构设计方法。数字孪生知识图谱模型采用概念-实例-模块三层架构,概念层通过知识图谱建立全面有机的知识网络;实例层进行数字化建模,实现理论参数的真实再现;知识模块层则将前两层知识进行融合,形成功能模块,以实现全面监测和控制。这一模型能够对工业加工知识进行更为准确、细致的建模和分析,帮助企业实现数字化建模、精确仿真模拟、预测分析、异常检测等高级应用功能。

关键词：数字孪生知识图谱智能制造生产优化质量控制

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基于残差注意力网络的地震数据超分辨率方法

计算机科学 2021年第8期48卷 24-31页

作者：周文辉石敏朱登明周军中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京101408 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国石油集团测井有限公司技术中心西安710065

地震数据在油气勘探、地质勘探领域发挥着至关重要的作用。精确详细的地震数据有助于对油气勘探做出精确指导,减小勘探的风险,从而产生巨大的社会效益和经济效益。在提升地震数据分辨率方面,现有的方法在面对海量数据时,在高分辨恢复、... 详细信息

地震数据在油气勘探、地质勘探领域发挥着至关重要的作用。精确详细的地震数据有助于对油气勘探做出精确指导,减小勘探的风险,从而产生巨大的社会效益和经济效益。在提升地震数据分辨率方面,现有的方法在面对海量数据时,在高分辨恢复、去噪性能和效率上效果欠佳,难以恢复出细节丰富的地质信息,无法满足实际需求。地震数据能够反映地质构造以及地层的组成,具有局部相关性高、全局相关性低的特点。同时,地震数据高频部分通常蕴含着地质勘探等重要信息,如分层、断层信息等。针对地震数据的特点,文中将地震数据重建问题转化为图像超分辨率问题,提出了采用基于生成对抗网络的地震数据超分辨方法。针对地震数据分布具有局部相关性高、全局相关性低的特点,设计残差注意力模块,挖掘地震数据的内在相关性,通过训练含有相对生成对抗损失函数的生成对抗网络模型,来对地震数据进行超分辨率恢复,以得到更加精确的地震数据。在真实的地震数据集上进行了实验验证,结果表明,所提方法在地震数据超分辨上效果良好,在性能指标PSNR和SSIM上有3%~4%的提升,具有较强的实用性。

关键词：地震数据残差注意力模块生成对抗网络相对生成对抗损失超分辨率

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基于凸规划的机械臂轨迹规划方法

高技术通讯 2014年第10期24卷 1053-1061页

作者：赵建军魏毅朱登明夏时洪王兆其中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室、移动计算与新型终端北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

研究了快速求解具有时间约束的机械臂轨迹规划问题,提出了一种基于凸规划的轨迹规划方法。该方法针对机械臂轨迹规划中动力学约束非线性强、时间约束不易处理的问题,首先通过变量替换,将非线性约束转化为线性约束,然后添加新的约束,将... 详细信息

研究了快速求解具有时间约束的机械臂轨迹规划问题,提出了一种基于凸规划的轨迹规划方法。该方法针对机械臂轨迹规划中动力学约束非线性强、时间约束不易处理的问题,首先通过变量替换,将非线性约束转化为线性约束,然后添加新的约束,将原始非凸优化问题转化为凸规划问题,在此基础上,将其写作二阶锥规划(SOCP)形式,使用SeDuMi等优化工具包近似实时求解。该方法具有以下优点:计算高效,凸规划问题能够在多项式时间内得到求解;算法全局稳定,能收敛到全局最优解,不需要提供优化初值;可扩展性强,工业机器人的多种约束以及性能指标如加速度平滑约束、功率等均可扩充。仿真实验表明,与现有方法相比,该方法能够有效提高轨迹规划的效率,机器人的轨迹规划可以近似实时求解。

关键词：轨迹规划时间约束凸规划二阶锥规划(SOCP)

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数据驱动的大规模水面动画合成方法

数据驱动的大规模水面动画合成方法

第六届全国几何设计与计算学术会议

作者：王承博朱登明中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室中国科学院大学

为了生成大规模且细节丰富的水面动画,提出了一种数据驱动的水面合成方法。整个算法分为两大部分:基于视频的水面重建和三角网格拼接。首先简化了线性近似的SFS方法,针对满足朗伯表面假设的室外大规模水面进行重建,并根据时间和空间的... 详细信息

为了生成大规模且细节丰富的水面动画,提出了一种数据驱动的水面合成方法。整个算法分为两大部分:基于视频的水面重建和三角网格拼接。首先简化了线性近似的SFS方法,针对满足朗伯表面假设的室外大规模水面进行重建,并根据时间和空间的连续性进行了一系列优化处理。然后提出一种针对三角网格序列的拼接方法,根据距离最小原则对重建的表面序列进行采样,将采样结果融合得到无缝的表面。利用以上方法,对四类水面的视频进行重建与拼接,结果表明,合成出的水面具有较高的真实感,在规模与细节之间取得了较好的平衡,该方法可以方便地生成满足用户需求的大规模水面动画。

关键词：水面动画三维重建网格拼接

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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适用于不同款式的无监督服装动画预测

图学学报 2024年第3期45卷 539-547页

作者：石敏禚心如孙碧莲韩国庆朱登明华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190

虚拟角色着装动画生成是三维动画的关键技术,着装变形作为其核心一直是该领域的研究热点。现有着装变形方法大多基于单一服装款式进行研究,一旦款式变化则需要重新训练,耗费时间和增加计算成本。同时现有方法大多基于有监督的方法进行... 详细信息

虚拟角色着装动画生成是三维动画的关键技术,着装变形作为其核心一直是该领域的研究热点。现有着装变形方法大多基于单一服装款式进行研究,一旦款式变化则需要重新训练,耗费时间和增加计算成本。同时现有方法大多基于有监督的方法进行网络训练,需要大量的数据准备和训练成本。基于此,提出一种适用于不同款式的无监督着装动画生成方法。首先,提出一个可学习的款式特征表示方式,学习款式约束的运动隐空间概率分布模型;其次,基于编解码结构搭建款式约束的无监督服装变形预测网络,进一步引入Transformer编解码层对时序运动特征进行提取;最后,进行多款式动画生成实验,并与现有方法基于视觉效果和定量指标进行对比分析。实验结果表明,相较于现有方法,本文方法可以生成款式可调的、视觉合理的着装动画,在预测精度以及穿透损失等方面具有明显的优越性。

关键词：着装动画无监督计算机图形学服装变形 Transformer

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SEGY格式地震数据的三维可视化

计算机应用与软件 2019年第2期36卷 78-84,154页

作者：周文辉石敏朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

地震数据三维可视化技术作为一个重要的地震解释手段,得到广泛关注。近年来随着勘探技术的进步,地震数据规模增大且结构复杂,给数据解析及数据可视化算法提出新的要求。详细介绍SEGY文件的格式,并给出地震数据的解析方法;针对三维数据... 详细信息

地震数据三维可视化技术作为一个重要的地震解释手段,得到广泛关注。近年来随着勘探技术的进步,地震数据规模增大且结构复杂,给数据解析及数据可视化算法提出新的要求。详细介绍SEGY文件的格式,并给出地震数据的解析方法;针对三维数据场地震数据的性质,研究地震数据的三维可视化技术,并在GPU下优化体绘制算法,实现OSG框架下地震体模型的旋转、缩放及切片等交互方式;对多组数据进行大量的对比实验。实验结果表明,加速后的算法能够获得比较显著的性能提升。

关键词： SEGY格式地震数据可视化 GPU 三维交互