1 西安建筑科技大学 信息与控制工程学院，陕西西安70055
2 建筑机器人陕西省高等学校重点实验室，陕西西安710055
3 西安市建筑制造智动化技术重点实验室，陕西西安710055
针对混凝土表面裂缝分割过程中分割精度低、细微裂缝漏分和背景干扰等问题，提出一种联合线性引导和网格优化的裂缝分割模型。首先，在主干网络中引入多分支线性引导模块，通过自适应单维度池化增强网络对裂缝线性结构的表达能力，让不同区域的裂缝建立联系，增强全局上下文信息感知能力，提高网络分割精度；然后，提出网格细节优化模块，通过分区-优化-合并三步骤，将整个空间域划分为若干个空间网格，提取空间网格中的细微裂缝信息，防止细微裂缝漏分；最后，在主干网络的跳跃连接处嵌入混合注意力模块，在空间和通道双维度突出裂缝特征，减少背景干扰。在Deepcrack537，Crack500和CFD裂缝数据集上，所提模型的IoU值分别达到77.07%，58.96%和56.55%，F1-score值分别达到87.05%，74.19%和72.24%，明显优于大多数现有方法，具有更高的分割精度。
裂缝图像 线性引导 语义分割 网格优化 注意力机制 crack image linear guide semantic segmentation mesh optimization attention mechanism
长春理工大学光电工程学院光电检测与图像模拟及识别实验室，吉林 长春 130013
针对表面网格重建算法难以得到较好的纹理细节这一问题，提出一种融合自阴影重建（SFS）的表面网格优化算法。以表面网格模型作为初值。然后将该网格顶点投影至可视影像上获得其对应的SFS深度值。进而使用光度一致性约束算法融合SFS约束算法作为数据项、模型自身的曲率约束算法作为平滑项，共同组成网格顶点优化能量函数。最后通过梯度下降法最小化能量对网格顶点进行调整，达到优化网格模型的目的。所提算法在DTU数据集中，相比输入的网格模型精度提高了14.5%，相比现有主流表面网格优化模型算法精度提高了1.12%。实验结果表明，所提算法可以有效修正表面网格模型的纹理细节、提高网格模型精度，从而改善重建模型效果。
图像处理 测量 三维重建 网格优化 自阴影重建 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2010002
1 江南大学理学院，江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心，江苏 无锡 214122
利用泊松网格优化算法设计了激光束整形自由曲面透镜，通过4次迭代，目标面的网格分布就接近于最优分布。使用该最优的目标面网格，基于输入光束与输出光束之间的能量映射关系，计算自由曲面各采样点的法向矢量，基于泊松面形构建算法获得自由曲面矢高，从而构建自由曲面透镜。为了验证所提方法的可行性，针对正方形目标面和矩形目标面分别设计了自由曲面透镜，这两种透镜在目标面上的辐射照均匀度分别达到91%和93%。为了验证自由曲面的平滑性，使用一个6阶9项多项式进行拟合，拟合后的均方根误差达到1.394×10-3，表明所设计的自由曲面具有很高的平滑度。使用拟合数据建立自由曲面透镜，其目标面辐照均匀度几乎保持不变。采用随机统计分析方法对自由曲面透镜装配公差进行分析，结果表明在给定的公差范围，大部分样本的辐照均匀度保持在88%左右。
光学设计 激光束整形 自由曲面 泊松方程 网格优化 平滑度
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210611
宁波大学信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211
立体图像的视觉变焦优化是近年来图像处理和计算机视觉领域热门的基础研究问题。3D图像的变焦视觉增强技术越来越受到关注。为此，本文从相机变焦拍摄的模型出发，提出一种基于网格形变的立体变焦视觉优化方法，力求提高3D立体视觉的体验。首先利用数字变焦方法模拟相机模型对目标区域进行适当的视觉放大，然后根据相机变焦距离建立起参考图像与目标图像之间的映射关系，并提取前景目标对象，接着使用改进型深度恰可察觉深度模型来引导目标对象的自适应深度调整。最后结合本文所设计的七个网格优化能量项，对图像网格进行优化，以提高该目标对象的视觉感，并确保整幅立体图像的良好视觉体验效果。与现有的数字变焦方法相比，所提出的方法在图像目标对象的尺寸控制方面和目标对象的深度调整方面都具有更好的效果。
立体图像 相机变焦 改进型深度恰可察觉深度模型 网格优化能量项 stereoscopic image camera focal length modified just noticeable depth difference model grid-optimized energy term
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
在反应堆物理-热工耦合过程中，网格划分尺度会影响计算精度和计算时间。利用蒙特卡罗程序和FLUENT程序，对压水堆单棒模型进行不同尺度的网格划分，评估网格划分尺度对耦合结果的影响，得到单个网格中密度差值、温度差值对有效增殖因子和功率分布引入的误差。研究表明当燃料温度差值小于50 K，慢化剂密度差值3 kg/m3时，有效增殖因子相对误差小于10-4，功率相对误差小于1%。使用该规律，对典型的压水堆单棒模型和3×3通道模型进行网格划分并进行耦合计算。结果表明，单棒模型网格总数减少至1/100，计算时间减少至1/4，3×3通道模型网格总数减少至1/50，计算时间减少至1/10，但其结果仍然精确有效。
物理-热工耦合 网格优化 MCNP5 Monte Carlo FLUENT FLUENT neutronics/thermal-hydraulics coupling grid optimization 强激光与粒子束
2017, 29(11): 116002
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室 ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400044
3 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司, 黑龙江 齐齐哈尔 161000
为了提高基于工业CT图像重构的三角网格质量，提出了顶点调整和特征因子相结合的网格规范化算法。引入模型特征因子和局部网格质量提高程度作为网格调整的控制条件，保留原始模型的局部细节特征; 采用法矢量阈值按规律递增的方式自适应控制网格调整，实现不同曲率特征的自动识别。实验结果表明，与现有方法相比，该方法能更好地规范模型的三角网格，同时保留了原始模型的细节特征。
工业CT 网格规范化 网格优化 保特征 industrial computed tomography mesh regularization mesh optimization feature preserving 强激光与粒子束
2016, 28(2): 024001
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室 ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044
由CT切片数据重建得到的三角网格模型常存在数据量大、狭长三角形多等问题，针对这些问题，研究了一种保持特征的高质量三角网格模型的简化优化方法。该方法分为网格简化和网格优化两个阶段。首先，采用基于曲面变化的二次误差度量计算边折叠代价，并按代价值的大小进行迭代的折叠简化，可较好地保持模型表面的特征；其次，通过二阶加权伞算子对简化模型中局部存在的狭长三角形进行优化处理，改善三角网格模型的质量。实验结果表明，该方法能够较好地保持特征区域的细节信息，并可靠地生成高质量、低几何误差的简化模型。
逆向工程 网格简化 网格优化 边折叠 二次误差度量 伞算子 reverse engineering mesh simplification mesh optimization edge collapse quadric error metric umbrella operator 强激光与粒子束
2014, 26(5): 059006
