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keynote:lesson08

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keynote:lesson08 [2010/05/31 15:50]
10921039
keynote:lesson08 [2023/08/19 21:02] (current)
Line 169: Line 169:
   * 1. Upwind差分法   * 1. Upwind差分法
     * 基本思想:     * 基本思想:
-    * {{:​keynote:​upwind差分法.png|}}+    * {{:​keynote:​upwind差分法1.png|}}
     * 算法精度:     * 算法精度:
-    * {{:keynote:upwind_jindu.png|}}+    * {{:keynote:upwind_jindu2.png|}}
     * 稳定条件:     * 稳定条件:
-    * {{:keynote:upwind_wending_tiaojian.png|}}+    * {{:keynote:upwind_wending_tiaojian1.png|}}
     * 优缺点:算法简单,精度偏低,计算速度较慢     * 优缺点:算法简单,精度偏低,计算速度较慢
   * 2. Hamilton-Jacobi ENO   * 2. Hamilton-Jacobi ENO
Line 192: Line 192:
   * 二阶TVD RK与二阶RK算法相似;   * 二阶TVD RK与二阶RK算法相似;
   * 而三阶TVD RK算法,其形式如右式:{{:​keynote:​tvd-rk.png|}}   * 而三阶TVD RK算法,其形式如右式:{{:​keynote:​tvd-rk.png|}}
- +  * 数值方法小结 
 +    * Level Set的一般表现形式:{{:​keynote:​xiaojie-1.png|}}, 
 +    * 其中,{{:​keynote:​xiaojie-3.png|}} 称为对流项, {{:​keynote:​xiaojie-2.png|}} 称为曲率。 
 +    * 一般而言,求解该方程可以分三步走: 
 +    * 1. 用ENO,​WENO或upwind方法求解对流项; 
 +    * 2. 用中心差分的方法估算曲率; 
 +    * 3. 用TVD RK方法求解。 
 +    * 如下所示: 
 +    * {{:​keynote:​xiaojie-4.png|}}
    
 <note important>​曾波 10921039</​note>​ <note important>​曾波 10921039</​note>​
  
 ====== 第三节 水平集(Level Set)的建模方法与应用举例 ====== ====== 第三节 水平集(Level Set)的建模方法与应用举例 ======
-未完待续!+背景: 
 +借鉴一些流体中的重要思想1988年,Osher和Sethian首次提出了水平集算法, 
 +这是一种有效解决曲线演化问题的数值方法,并且计算稳定,适宜任意维数空间。 
 +随后,Osher等人对水平集算法做出扩展和总结,Giga也做了相关的理论扩展。 
 +90年代以来,许多学者纷纷加入Level Set方法的研究队伍,使得Level Set方 
 +法被广泛应用于计算机图形学、计算物理、图像处理、计算机视觉、化学、控制理论等众多领域。 
 +下面是一些在图形学方面的应用。  
 + 
 +1 图像轮廓提取 
 +      1.1 边界检测和轮廓线提取 
 +          * 隐式动态轮廓模型。 
 +          * 用隐式模型可以跟踪拓扑变化的轮廓。 
 +          * 隐式轮廓线的微分方程表达为。 
 +{{:​keynote:​123.png|}} 
 +         * 注意轮廓不但被梯度驱动,​而且被曲率驱动。 
 +          * 实验结果如下 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-2.png|}} 
 +           
 +      1.2 不用边界表达的动态轮廓线算法 
 +      其导数为: 
 + 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-3.png|}} 
 + 
 +边界长度可以表示为: 
 + 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-4.png|}} 
 + 
 +无边界表达的优化方程为: 
 + 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-5.png|}} 
 + 
 +实验结果如下: 
 + 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-6.png|}} 
 + 
 +2 图像分割 
 +      2.1 What is image segmentation?​ 
 +           * Definition:​Separate the original image into regions that  
 +             are meaningful for a specific task. ( shape recovery) 
 +{{:​keynote:​zhangzhen-7.png|}} ​ {{:​keynote:​zhangzhen-8.png|}} 
 +     2.2 Image Segmentation 
 +{{:​keynote:​zz-9.png|}} 
 +     2.3 基于Fast Marching技术的图像分割 
 +               * 算法框架 
 +{{:​keynote:​zz-10.png|}} 
 +     2.4 Mumford-Shah 图像分割 
 +               * Mumford-Shah模型 
 +{{:​keynote:​zz-11.png|}} 
 + 
 + ​实验结果如下: 
 + 
 +{{:​keynote:​zz-12.png|}} ​ {{:​keynote:​zz-13.png|}} ​   
 + 
 +3 图像修复 
 +                    
 +     3.1 图像填补(inpainting) 
 + ​假设原始图像为{{:​keynote:​zz-14.png|}}图像填补算法将恢复一序列图像{{:​keynote:​zz-15.png|}} ​  
 + ​使得:{{:​keynote:​zz-16.png|}} ​    
 + ​即表达式为:{{:​keynote:​zz-17.png|}} 其中{{:​keynote:​zz-18.png|}}是由一些规则定义的。 
 +     3.2 演化规则的定义 
 +            * 假设图像是光滑的 
 +            * 演化应该保持边界 
 +     3.3 演化的数学表达式 
 +{{:​keynote:​zz-19.png|}} 
 +     3.4 实验结果如下: 
 +{{:​keynote:​zz-20.png|}} ​       {{:​keynote:​zz-21.png|}} 
 + 
 +4 运动分析 
 +       * 地测线动态区域 
 +       * 定义和假设 
 +(a)只有两个区域需要区分:​前景和背景. 
 + 
 +(b)I为输入图像由{{:​keynote:​zz-22.png|}}组成. 
 + 
 +(c){{:​keynote:​zz-23.png|}}是对图像的一个分割. 
 + 
 +(d){{:​keynote:​zz-24.png|}}是两个区域的公共边界. 
 +       
 +       * 边界表示 
 + 
 +{{:​keynote:​zz_25.png|}}
  
 +       * 边界和区域表示的Level set 形式
  
 +{{:​keynote:​zz-26.png|}}
  
 +       * 实验结果如下:
 +        ​
 +{{:​keynote:​zz-27.png|}}
  
 +<note important>​张祯-10921044</​note>​
 +             
 +              ​
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