• 2002年第13卷第9期文章目次
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    • 无线自组网中基于移动预测与功率调整的适应性分簇算法

      2002, 13(9):1741-1756.

      摘要 (3418) HTML (0) PDF 940.96 K (3657) 评论 (0) 收藏

      摘要:传送功率控制是无线自组网中资源管理和控制干扰的中心技术.传统上功率控制只是用作消除信道消隐负作用的一种手段,当前观点一般认为功率控制是一种可以为单个用户提供服务质量的灵活机制.提出一种分簇算法以达到减轻网络拓扑的动态变化的同时节省电能.此提案是基于全球定位系统的(GPS).根据移动主机的历史轨迹预测它下一个最可能处在的位置,预先调整传送功率.为了最大化网络的吞吐量,算法自适应性的控制每个簇在合适的大小.在GlomoSim模拟器上仿真了提出的算法.仿真结果表明,它是无线自组网中有效的拓扑管理机制,对由高速运动主机组成的网络特别有效.

    • 不需要可信任方的门限不可否认签名方案

      2002, 13(9):1757-1764.

      摘要 (3162) HTML (0) PDF 508.68 K (3673) 评论 (0) 收藏

      摘要:在1992年澳大利亚密码会议上, Harn and Yang 第一次提出了(t,n)门限不可否认签名的概念.其中,只有成员个数不少于t的子集才能代表群体产生、确认和否认签名.随后,一些研究者又提出了几个方案,但这些方案都是不安全的.因此,到目前为止,怎样设计一个安全的(t,n)门限不可否认签名方案仍然是个公开问题.提出了一个基于离散对数密码系统的(t,n)门限不可否认签名方案.该方案不仅安全、高效,而且不需要可信任方.另外,方案还具有一个很好的性质,即成员的诚实性是可以验证的.这是由于在分发密钥时,采用了Schoenmakers在1999年美洲密码会议上提出的可公开验证秘密共享方案和两个用来提供正确性证据的离散对数恒等式协议.

    • 基于PC的不变矩实时计算算法

      2002, 13(9):1765-1772.

      摘要 (3061) HTML (0) PDF 469.78 K (3989) 评论 (0) 收藏

      摘要:矩和不变矩是工业部件识别和检测的重要特征.几何矩的值必须实时计算.介绍了灰度图像二维几何矩的高效计算.尽管存在许多矩快速计算算法,但不能在没有特殊硬件工具的微机上实时计算.原因是这些快速算法虽减少了计算复杂性,但在计算过程中仍需要大量浮点运算.为了实现在微机上的实时计算,提出的算法将图像分成相同大小的块,每图像块运用定点运算计算各自矩,然后运用浮点运算计算整个图像的矩.这种计算模式不需要近似而是精确计算,然而对于每个图像块不采用变换不容易克服溢出问题,在高效计算各图像块矩过程中使用了改进的Hatamian滤波器.实验结果表明,提出的算法大大减少了浮点运算次数,大大提高了图像矩计算速度.该算法可有效应用于复杂工业部件的实时识别和检测.

    • 基于动作选择级的多机器人协作

      2002, 13(9):1773-1778.

      摘要 (3480) HTML (0) PDF 360.17 K (3622) 评论 (0) 收藏

      摘要:在多机器人环境中,由于每个机器人动作选择的重叠现象,让机器人之间的协作变得很差.提出了一个方法用于确定动作选择级别.在此基础上,可以很好地控制多机器人的协作行为的获取.首先,定义了用于动作选择级优先级的8个级别,这8个级别相应的映射到8个动作子空间.然后,利用局部势场法,每个机器人的动作选择优先级被计算出来,并且因此,每个机器人获得了各自需要搜索的动作子空间.在动作子空间中,每个机器人利用加强学习方法来选择一个适当的动作.最终,把该方法用于机器人足球比赛的机器人局部协作训练中.试验的效果在仿真和实际比赛中得到了证实.

    • 基于层次MRF的MR图像分割

      2002, 13(9):1779-1786.

      摘要 (3951) HTML (0) PDF 582.27 K (4554) 评论 (0) 收藏

      摘要:核磁共振图像(MRI)的定量分析在神经疾病的早期治疗中有很重要作用.提出了一种基于层次Markov随机场模型的MRI图像分割新方法.在高层次的标记图象中采用了混合模型,即区域的内部用各向同性均匀MRF来建模,边界用各向异性非均匀MRF来建模.所以方向性被引入到边界信息中,这样可以更准确的表达标记图象的特性;在低层次的像素图像中,不同区域中像素的灰度分布用不同的高斯纹理来描述.分割问题可以被转换成一种最大后验概率估计问题.采用基于直方图的DAEM算法来估计SNFM参数的全局最优值;并基于MRF先验参数的实际意义,提出一种近似的方法来简化这些参数的估计,实验显示该方法能获得更好的结果.

    • 自适应数字水印中的可反向性以及相关的欺骗和对策

      2002, 13(9):1787-1795.

      摘要 (3282) HTML (0) PDF 718.33 K (3761) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步加强当前数字水印的安全性,对得到广泛研究的自适应水印中的可反向性问题进行了探讨.首先对水印体制进行了分类和抽象.随后基于自适应水印对植入水印和调节因子的形成没有约束的前提,对存在的可反向性和半可反向性问题,以及由此引起的反向工程攻击和半反向工程攻击进行了定义、分析和实验,指出了它们对相关数字所有权验证的干扰甚至否定作用.最后得出了对植入水印和调节因子的形成都必须进行约束的结论,指出了一些自适应技术本身的不可反向性对安全性的增强作用.让植入水印和调节因子的形成单向依赖于原始媒体,并充分利用人类感知系统,使水印体制对上述攻击具备抵抗性,增强了数字所有权验证的可靠性.

    • 基于图像的实时漫游

      2002, 13(9):1796-1803.

      摘要 (4069) HTML (0) PDF 419.06 K (3845) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一个点和多边形模型混合的场景表达方式,从而实现了对复杂场景的视点不受限制的实时漫游.它从多幅带深度的参考图像出发,在预处理阶段区别对待场景中平面物体和曲面物体在参考图像中的对应像素.对于在参考图像所占区域较大的空间平面,用传统的多边形模型方式对其进行表达,试图恢复出其平面方程,然后通过采样密度比较和重采样过程,将该空间平面在所有参考图像中的出现合并成一个均匀采样的纹理图像;而对于空间曲面或在参考图像中所占面积较小的平面,使用点的形式对其进行表达,通过采样密度的比较去掉冗余的点,将保留下来的点按其空间位置进行聚类.同时,对于场景中那些不被所有参考图像所拍摄到而在漫游过程中可能形成空洞的部分,提出一个空洞预填补技术,在预处理阶段即对这类空洞进行填补,从而大大减少了漫游阶段出现空洞的几率.在漫游阶段则使用纹理映射和点Warping的方式进行绘制,以充分利用图形硬件的加速功能.

    • 网格的渐进几何压缩

      2002, 13(9):1804-1812.

      摘要 (4132) HTML (0) PDF 781.80 K (4197) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种渐进几何压缩算法.通过对简化算法的改进,网格模型由基网格及多组顶点分裂操作序列表达.当从一层网格向下一层精网格细化时,该组顶点分裂操作序列中的分裂操作顺序是任意的.因此,改进的渐进网格表示可改变每组顶点分裂操作的排序,实现高效率编码.设计了Laplacian几何预测器,通过相邻顶点来预测新增顶点位置,并对位置校正值进行量化及Huffman编码.实验结果表明,该算法可获得高压缩比,适合几何模型的网络渐进传输.

    • 基于图像的个性化卡通系统

      2002, 13(9):1813-1822.

      摘要 (3748) HTML (0) PDF 716.36 K (4779) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一个卡通动画系统.该系统可使用户很方便地生成个性化的卡通头像,并通过简单的交互定制各种夸张而生动的表情,还可以实时生成语音驱动的卡通动画.系统主要包括3部分:基于图像的卡通自动生成模块、交互的卡通表情编辑模块和语音驱动的卡通动画模块.卡通自动生成模块采用基于样本学习的方法生成具有特定艺术风格的卡通头像.这里使用了一种非参数化采样算法来学习原始照片和画像间复杂的统计关系.在此基础上,卡通表情编辑器可以通过预先设计的模板生成各种具有生动表情的卡通.同时,用户也可以定制自己的表情模板.卡通动画模块使用了实时的唇形合成算法,可以生成语音驱动的卡通动画.该系统可以使普通用户很方便地生成个性化的卡通头像和动画,在这一点上优于其他动画制作系统.

    • 一种可见外壳生成算法

      2002, 13(9):1823-1829.

      摘要 (3839) HTML (0) PDF 424.81 K (4108) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种可见外壳(visual hulls)生成算法.该算法充分发挥了自适应采样距离场(adaptively sampled distance fields,简称ADFs)表示物体时在逼近精度和内存消耗方面的优越性.与传统的通过体素求交生成可见外壳的方法不同,该算法引入ADFs作为描述可见外壳的采样距离场的空间数据组织形式,从而极大地简化了求交运算,提高了算法的效率.最后通过改进的SurfaceNets算法,将可见外壳的ADF表示转化为面片表示.实验结果表明,该算法可以快速地生成具有较高精度的复杂模型.

    • 半静态回插细分方法

      2002, 13(9):1830-1839.

      摘要 (3228) HTML (0) PDF 2.70 M (3267) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据传统静态细分方法的不足,提出一类新颖的半静态回插细分方法.结合统一的细分框架、半静态控制和回插补偿三者的优势,基于细分算子的观点,分别给出了曲线和曲面情况的细分规则,并对其极限性质作出讨论.按照该方法,可以在不改变控制顶点的情况下,构造出从逼近到插值控制顶点的一系列曲线曲面.同时,引入网格顶点和连接边的方向标注,以生成具有整体方向性的光顺曲面.由于该方法基于符号表示,因此易于实现与扩展,适合于计算机动画造型和工业原型设计.

    • 改进的通视性检查算法

      2002, 13(9):1840-1845.

      摘要 (3474) HTML (0) PDF 297.10 K (3903) 评论 (0) 收藏

      摘要:对虚拟环境中点到点的通视性检查算法进行了研究.在深入分析了一个目前具有代表性的投影覆盖检测(sieve overlap,简称SO)算法的基础上,对该算法进行了改进,使其更适合大规模分布式虚拟环境及各种仿真的需要.SO算法利用桶表和单线索三叉树进行地形多边形的管理及各种检索工作.基于感兴趣区的思想,大幅度缩减了桶表的检索范围,使点到点的通视性检查具有更高的真实性和实时性,能够更为有效地为大规模分布式虚拟环境中的动态实体提供各种环境信息.对SO算法及其改进算法SO*在虚拟环境中应用的时间空间效率进行了分析.

    • 面向儿童的多通道交互系统

      2002, 13(9):1846-1851.

      摘要 (3386) HTML (0) PDF 345.36 K (4407) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计和实现了一个基于笔和语音的面向儿童的多通道三维交互系统.系统中包含了基于笔和语音的交互信息整合框架,用来整合儿童输入的笔和语音信息.同时,系统中定义了一些基于笔和语音的交互技术,可以支持孩子们以自然的方式,通过笔和语音同系统进行交互.用笔来勾画三维的场景和小动物等实体,同时用笔和语音同场景和场景中的实体进行一定的交互.

    • 从单幅高动态范围图像恢复环境中物体的材质

      2002, 13(9):1852-1857.

      摘要 (3253) HTML (0) PDF 443.26 K (4410) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种从单幅高动态范围图像恢复一般环境中物体材质的方法,适用于单一材质物体,对物体形状和光照条件没有任何特殊要求.在一般光照环境中,获取被考察物体的一幅高动态范围图像以及用来近似物体光照的一个或几个高动态范围环境映照,然后用模拟退火算法求解逆向绘制问题.在求解过程中采用了基于图像的光照和光线跟踪技术,充分考虑了物体自身互反射的影响.最后得到了物体表面反射模型的最优参数.若与基于图像的建模技术相结合,可以根据真实物体的照片建立真实感模型.

    • 基于Level Set方法的曲线演化

      2002, 13(9):1858-1865.

      摘要 (3423) HTML (0) PDF 483.96 K (4514) 评论 (0) 收藏

      摘要:Level Set方法是一种描述曲线以曲率相关的速度演化的有力工具,最近几年在医学图像处理、自然现象的模拟以及计算机视觉等领域得到了广泛的应用.其中,曲线演化后的平滑算法和轮廓跟踪方法是Level Set方法实际应用中的两个关键算法.给出了一种平滑Level Set距离函数的简单方法.该方法只采用内插值的方式,消除平面上的全部孤立点以及部分可能产生歧义的点,在允许存在部分冗余点的情况下,利用曲线轮廓跟踪算法,得到平面上所有曲线的轮廓.经过实验验证,该方法简单、高效,适应范围广.

    • 基于Level Set方法的医学图像分割

      2002, 13(9):1866-1872.

      摘要 (5772) HTML (0) PDF 484.60 K (7811) 评论 (0) 收藏

      摘要:对图像分割进行了研究,这是医学图像处理中的关键问题之一。提出了一种结合Fast Marching算法和Watershed 变换的医学图像分割方法。首先用非线扩散滤波对原始图像进行平滑,然后利用Watershed算法对图像进行过度分割,最后用改进的Fast Marching方法对图像进行分割。除此之外,根据区域之间的统计特性的相似度重新定义了Fast Marching 方法的速度函数。实验结果表明,该方法能够快速、准确地得到医学图像的分割结果。

    • 基于图形理解的建筑结构三维重建技术

      2002, 13(9):1873-1880.

      摘要 (3513) HTML (0) PDF 442.46 K (4589) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实际应用中,现有的三维重建算法无法有效地应用到建筑领域.以建筑行业的基本制图规范为指导,结合图形识别理解和人工智能技术,提出了一种基于图形理解的建筑结构三视图自动识别与重建方法.该方法以自动识别建筑构件的轮廓为基础,通过对符号、注释等语义信息的理解与综合以及对相邻实体间拓扑关系的分析,快捷、有效地完成对建筑物的整体重建.实验结果表明,在少量人机交互的基础上,该方法对实际的建筑图是有效的.

    • 卡通动画雨模型

      2002, 13(9):1881-1886.

      摘要 (3417) HTML (0) PDF 414.01 K (4272) 评论 (0) 收藏

      摘要:给出了一个能自动生成卡通风格的小雨和大雨效果的计算机模型.首先介绍如何从手工绘制的卡通雨动画序列中分析并提取雨滴降落轨迹的静态结构与动态结构,以此为基础生成它们的骨架模型.在小雨模型中,只采用单层骨架,在大雨模型中,则采用多层雨滴以表示降雨的深度感,并添加溅落到地面的雨滴,以进一步强调效果.由于在模型中采用了随机分量控制,因而在生成的下雨效果中避免了在手工绘制动画里重复使用周期序列画面带来的机械感.在手工绘制动画中若想改变下雨轨迹的方向和速度,以烘托动画气氛,则需要分别绘制不同的下雨动画序列,工作量很大.采用该模型只需通过控制少量几个参数便可以十分容易地改变下雨的方向与速度.该模型不仅能再现传统二维卡通下雨的效果,而且能在三维空间生成卡通风格的下雨动画.

    • 体绘制中显示隐含分界面的一种方法及其实现

      2002, 13(9):1887-1892.

      摘要 (3182) HTML (0) PDF 388.95 K (3617) 评论 (0) 收藏

      摘要:在普通的体光照模型下,使用直接体绘制显示对象内部的隐含分界面(内部不同介质之间的分界面),需要改变传递函数,确定体素的颜色值和不透明度.虽然能够看到对象内部的结构,但是在这种模型下,要透过物体的表面清晰地看到其内部的隐含分界面是不可能的.这一方面是由于普通体光照模型中的粒子不具有选择透光性,即不能透过波长在一定范围内的可见光而吸收另一部分波长不同的可见光,只能同等地吸收各种波长的光;另一方面是因为普通体光照模型缺乏表面信息部分.该算法使用一种具有选择透光性的体光照模型,在这种模型中加入表面散射部分,这一部分与视线、光源位置无关,同时采用非真实感绘制技术来加大隐含分界面的显示效果.在这种光照模型下,可以清晰地显示出隐含分界面具体的细节部分.

    • 应用于网上虚拟手术的自适应变形模型

      2002, 13(9):1893-1898.

      摘要 (3481) HTML (0) PDF 480.74 K (3687) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出并开发了一种适用于网上虚拟手术的自适应变形模型.在这个模型里,外力逐层地传播到软组织里,从而导致变形.通过控制外力的渗透深度,变形只局限在某些区域内发生,而模拟的计算量和准确性亦得以优化.该方法避免了在传统的质点弹簧模型中建立刚度矩阵的繁复程序.实验结果表明,这个模型可以用来模拟不同机械特性的材料,亦可用于在虚拟环境里模拟多用户的协同工作,或与多自由度的触觉式设备结合使用.

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