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高斯核函数快速插值的头发实时仿真与渲染

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第2期29卷 320-327页

作者：张骈侯进西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

在平衡速度与视觉效果的前提下,直接采用dynamic follow-the-leader(DFTL)算法对头发进行快速的仿真.首先提出一种基于高斯核函数的快速插值算法,快速插值出平滑的发丝;然后采用偏移函数改变发束位置,产生卷发的效果;最后提出一种基于... 详细信息

在平衡速度与视觉效果的前提下,直接采用dynamic follow-the-leader(DFTL)算法对头发进行快速的仿真.首先提出一种基于高斯核函数的快速插值算法,快速插值出平滑的发丝;然后采用偏移函数改变发束位置,产生卷发的效果;最后提出一种基于数学和物理的风力模型,通过调整风力因子控制风速大小实时地仿真头发受风力驱动的动态效果.动态仿真的实时渲染采用Kajiya-kay和Marschner 2种光照模型,并使用deep opacity maps算法产生头发自阴影.实验结果表明,文中提出的风力模型在头发仿真中得到了较好的动态效果,并具有良好的实时性.

关键词：头发仿真快速插值风力模型头发渲染光照模型

基于快速插值理论的混凝土结构湿度作用随机气象模型研究

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中外公路 2016年第6期36卷 224-229页

作者：聂铭杨永达李文胜广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 长沙理工大学

混凝土结构长期暴露在气象环境中,受各种气象因素的影响。湿度影响混凝土结构的耐久性和材料的干燥收缩,目前基于原始湿度数据的研究极少。该文以广州地区为例,阐述了一种由30年原始气象数据得到逐时气象数据的快速高效插值方法,引入平... 详细信息

混凝土结构长期暴露在气象环境中,受各种气象因素的影响。湿度影响混凝土结构的耐久性和材料的干燥收缩,目前基于原始湿度数据的研究极少。该文以广州地区为例,阐述了一种由30年原始气象数据得到逐时气象数据的快速高效插值方法,引入平稳二项随机过程模型。对逐时湿度气象数据进行概率统计,提出并求出50年一遇混凝土结构用标准日湿度作用模型,进而得到标准年湿度作用模型。湿度作用模型反映湿度日(年)变化规律,并为有关日(年)湿度作用分析提供连续数值模拟参数,供有关湿度对结构耐久性和干燥收缩影响分析参考。

关键词：湿度作用随机气象模型快速插值混凝土结构

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基于DHT快速插值并行算模的研究

计算机技术与发展 2007年第5期17卷 242-244页

作者：李中年张朋谢杨华武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

文中所研究的这种快速插值并行算模,是一种基于DHT(Discrete Hartley Transform)的流水型模块式(即把若干个插值模块形序列全部变换为一条“流水线长龙状”序列)算模。这种算模的计算过程既不需要数据记录设施,亦不需要缓冲暂存环节,而... 详细信息

文中所研究的这种快速插值并行算模,是一种基于DHT(Discrete Hartley Transform)的流水型模块式(即把若干个插值模块形序列全部变换为一条“流水线长龙状”序列)算模。这种算模的计算过程既不需要数据记录设施,亦不需要缓冲暂存环节,而且插值运算时间的复杂性同插值模块因子的复杂性独立无关。这种快速插值并行算模的每个计算周期持续时间相当于执行一个累积运算(加法运算和乘法运算)时间,运算简便迅速,因此对于实施高速计算应用非常有用。

关键词：快速插值 DHT 并行算模 “全流水” 模块

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基于梯度的快速图像插值算法

计算机应用 2012年第10期32卷 2821-2823,2826页

作者：杨鹤猛黄战华天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 光电信息技术教育部重点实验室天津300072

为解决传统插值算法效果不佳而新发展的边缘方向插值算法计算量大的问题,提出了一种基于梯度检测边缘的快速图像插值算法。该算法通过在原图像每一个3×3邻域内计算二阶梯度,检测边缘是否存在:若存在边缘,则计算一阶梯度判断边缘强弱并... 详细信息

为解决传统插值算法效果不佳而新发展的边缘方向插值算法计算量大的问题,提出了一种基于梯度检测边缘的快速图像插值算法。该算法通过在原图像每一个3×3邻域内计算二阶梯度,检测边缘是否存在:若存在边缘,则计算一阶梯度判断边缘强弱并自适应得到权值因子,然后进行带权的线性插值;若不存在边缘,则在此邻域内进行双线性插值。实验结果表明,此算法不仅使插值后图像具备整体清晰性和边缘平滑性,有效保持了图像的主观视觉质量,而且相比现有同等效果的插值算法,运算时间至少能降低20%,尤其适用于嵌入式设备图像放大的应用。

关键词：图像放大快速插值带权插值边缘检测二阶梯度

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基于边缘的快速图像插值算法研究

基于边缘的快速图像插值算法研究

作者：田其冲华中科技大学

学位级别：硕士

在图像处理领域中，图像插值技术是一种基本而常见的图像处理技术，它能根据给定的低分辨率图像构造出相对应的高分辨率图像，它在图像视频传输、标清视频转高清视频、彩色图像恢复、目标检测识别以及医学图像分析、卫星遥感图像分析、... 详细信息

在图像处理领域中，图像插值技术是一种基本而常见的图像处理技术，它能根据给定的低分辨率图像构造出相对应的高分辨率图像，它在图像视频传输、标清视频转高清视频、彩色图像恢复、目标检测识别以及医学图像分析、卫星遥感图像分析、军事雷达图像分析、天文观测图像分析等方面有着重要的应用。经典的最近邻插值、双线性插值、双三次插值等非自适应插值算法已被用于一些商用图像处理软硬件中，但这类算法在对图像进行插值放大时，一般会在边缘区域产生模糊现象和锯齿现象;另外一些自适应插值算法，虽然能一定程度上减轻这种模糊现象、锯齿现象，但算法的计算复杂度也成倍地增加了，使其应用领域受到限制。为了减小图像插值放大后出现的模糊现象、锯齿现象，提高图像的视觉质量，并使插值算法具有较低的计算复杂度，本文提出了一种基于边缘信息的快速图像插值算法。该算法包括三个步骤：非边缘与边缘像素的划分、对非边缘像素进行双线性插值、对边缘像素进行自适应插值。对灰度图像、彩色图像分别进行了仿真实验，并比较了最近邻插值算法、双线性插值算法、NEDI算法、FEOI算法以及本文算法的插值效果，从插值后图像的主观视觉效果以及算法的处理时间两方面进行了对比分析，结果表明：本文算法优于以上各算法，能有效地减小锯齿现象、模糊现象，得到视觉效果比较好的插值放大图像，且本文算法的计算复杂度低，使其在对实时性要求较高的图像插值放大方面具有重要的应用价值。

关键词：图像插值分辨率增强图像质量图像边缘快速插值

基于IDW插值法的断面快速生成方法研究实现

同方学位论文库评论

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中国水运 2018年第8期 50-51页

作者：夏天长江南京航道处江苏南京210011

针对断面生成过程中数据插值方法研究,选择最常用的空间内插方法之一—IDW插值法,实现了水底地形断面插值,并分析了插值精度;实现了断面生成软件开发,研究大样本数据快速插值算法,提高了软件计算效率。

关键词： IDW插值法大样本数据快速插值插值精度

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一种基于GPU的改进光线投射算法

计算机工程与科学 2017年第1期39卷 145-150页

作者：张阿关蒋慧琴马岭杨晓鹏刘玉敏郑州大学信息工程学院河南郑州450001 郑州市医疗信息化工程技术研究中心河南郑州450001 郑州大学第一附属医院河南郑州450001 郑州大学商学院河南郑州450001

针对传统光线投射算法计算量大、速度慢、在没有硬件加速情况下难以实时重建的问题,提出了一种基于GPU编程的快速计算重采样点值的光线投射算法。首先,设计一个GPU程序确定投射光线的终点与方向;其次,采用加速度步长采样方法确定重采样... 详细信息

针对传统光线投射算法计算量大、速度慢、在没有硬件加速情况下难以实时重建的问题,提出了一种基于GPU编程的快速计算重采样点值的光线投射算法。首先,设计一个GPU程序确定投射光线的终点与方向;其次,采用加速度步长采样方法确定重采样点的位置并利用快速复合插值方法计算重采样点的颜色值;最后,采用不透明度提前截止法进一步加速重建过程。实验结果表明,该方法计算复杂度低、执行效率高。在保证重建图像质量的同时,与现有基于CPU的光线投射算法相比,重建速度提高6倍,与基于GPU的传统光线投射算法相比,速度提高2倍。

关键词： GPU编程光线投射重采样点快速插值 CT图像

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动态头发的仿真与渲染

动态头发的仿真与渲染

作者：张骈西南交通大学

学位级别：硕士

在构建虚拟人过程中,研究者往往忽略了头发这一因素,真实的头发是让角色看起来逼真的一个重要的组成部分。但是头发数量众多,带了速度瓶颈,还要考虑头发仿真过程中的刚性问题、拉伸变形以及动态效果。以上问题给虚拟人头发的仿真与渲染... 详细信息

在构建虚拟人过程中,研究者往往忽略了头发这一因素,真实的头发是让角色看起来逼真的一个重要的组成部分。但是头发数量众多,带了速度瓶颈,还要考虑头发仿真过程中的刚性问题、拉伸变形以及动态效果。以上问题给虚拟人头发的仿真与渲染带来了巨大的挑战。本文在平衡速度与视觉效果的前提下,直接采用dynamic follow-the-leader(DFTL)算法对头发进行快速的仿真。首先提出一种基于高斯核函数的快速插值算法,快速插值出平滑的发丝,增大了头发的密度;然后提出一种简单的卷发模型,采用偏移函数改变发束位置,产生卷发的效果;为了提高动态特性,本文利用ArcBall算法实现鼠标与头部的交互,鼠标控制头部模型旋转并带动头发一起运动;最后提出一种基于数学和物理的风力模型,通过调整风力因子控制风速大小实时地仿真头发受风力驱动的动态效果。头发仿真过程中分别使用Aixe Align Bounding Boxes(AABB包围盒)和包围球来处理头发与头部的碰撞,并利用混合欧拉/拉格朗日算子的方法来处理头发之间的自碰撞。头发动态仿真的实时渲染采用Kajiya-kay和Marschner两种光照模型,并使用deep opacity maps算法产生头发自阴影。在渲染阶段使用几何着色器改变和细化头发几何体,使头发末端更加纤细,并运用贝塞尔曲线在每一个头发段之间插值出3个点,实现头发的平滑处理。基于以上的方法,本文分别在固定管线和可编程管线下建立了一套有良好交互性的动态头发仿真系统。实验结果表明,文中提出的插值算法和风力模型在头发仿真中取得较好的动态效果,并具有良好的实时性。

关键词：头发仿真快速插值风力模型头发渲染光照模型

UWB系统中可变增益放大器设计与TIADC信号校正研究

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UWB系统中可变增益放大器设计与TIADC信号校正研究

作者：林贝元中国科学技术大学

学位级别：硕士

脉冲无线电超宽带通信系统(Impulse Radio-Ultrawide Band, IR-UWB)是一种占用频带资源非常高的新型无线通信系统。其高速的数据传输速率有着传统无线传输技术难以比拟的优点。由于移动无线通信的信号传输信道存在时变问题,接收机的天... 详细信息

脉冲无线电超宽带通信系统(Impulse Radio-Ultrawide Band, IR-UWB)是一种占用频带资源非常高的新型无线通信系统。其高速的数据传输速率有着传统无线传输技术难以比拟的优点。由于移动无线通信的信号传输信道存在时变问题,接收机的天线获取的信号时大时小。因此需要引入自动增益控制模块(Automated Gain Control, AGC)电路,从而达到稳定输入信号大小的目的。本文分析了有源电感在提升系统带宽的作用,采用伪指数电路结构实现增益与控制变量成dB线性关系,同时加上了环路反馈消除直流失调以及匹配电路等模块,设计出了一个高频3dB带宽为1GHz,最高增益为36.99dB,最低增益为1.72dB,增益动态范围35.27dB的VGA系统。本设计采用SMIC 0.18um工艺进行了流片。流片测试结果表明设计基本实现了系统的指标要求。由于UWB超高的无线传输速率,这对后续的高速ADC设计提出了很高的设计压力。本文探讨了基于时间交替采样技术的多路并行ADC(TIADC)的系统集成方案结构,同时针对该结构和采样时钟偏移,提出了一种适合片上实现的3点曲线拟合快速算法。通过Matlab对4通道ADC进行了存在采样时钟偏移情况下的建模,仿真结果表明在采样时钟最大偏差不超过5%的情况下,该结构和算法能将系统的无杂散动态范围(SFDR)从在校正前的-41.19dB提升为校正后的-82.61dB,性能提高了41.42db,为实现高速TIADC通道失配误差的在线校正提供了一个可行方法。

关键词：超宽带 CMOS 可变增益放大器 TIADC 数字后端校正时钟误差快速插值