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rGFM和level-set方法在水柱群和喷管流场计算中的应用
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作者 丁生荣 徐胜利 +1 位作者 卢键方 张梦萍 《计算物理》 CSCD 北大核心 2019年第2期165-174,共10页
计算平面运动激波和水柱群相互作用以及喷管流场.在Descartes网格中利用level-set方法分别追踪气/水和气/固界面,采用rGFM方法处理气/水和气/固界面边界条件.将喷管内壁简化为气/固界面并施加固壁边界条件,内壁型线数据拟合采用三次样... 计算平面运动激波和水柱群相互作用以及喷管流场.在Descartes网格中利用level-set方法分别追踪气/水和气/固界面,采用rGFM方法处理气/水和气/固界面边界条件.将喷管内壁简化为气/固界面并施加固壁边界条件,内壁型线数据拟合采用三次样条插值.采用5阶WENO格式分别求解Euler方程、level-set方程和界面重新初始化方程.给出激波和水柱群相互作用流场密度纹影图和指定点p-t曲线以及喷管流场压力、密度云图和速度场.改进界面法线确定方法可提高Riemann问题构造精度.可分辨运动激波和水柱群作用产生的复杂激波波系,表明激波在各水柱界面的透射和反射、在列和行水柱界面的多次反射和透射.水柱群下游区域的激波波后压力下降,表明激波加热水柱群附近气流和反向运动的反射激波造成了激波衰减.喷管流场数值解和理论解相符. 展开更多
关键词 激波 界面 WENO格式 level-set方法 GFM方法
Faster-RCNN和Level-Set 结合的高分遥感影像建筑物提取 预览
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作者 左俊皓 赵聪 +1 位作者 朱晓龙 任洪娥 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期439-447,共9页
目前Level-Set图像分割方法存在初始轮廓的确定受人为因素影响较大的问题,对目标被遮盖和目标与背景灰度值相近无法达到理想的分割效果。针对此问题,本文提出了利用Faster-RCNN网络模型确定目标初始轮廓和区域信息的先验水平集图像分割... 目前Level-Set图像分割方法存在初始轮廓的确定受人为因素影响较大的问题,对目标被遮盖和目标与背景灰度值相近无法达到理想的分割效果。针对此问题,本文提出了利用Faster-RCNN网络模型确定目标初始轮廓和区域信息的先验水平集图像分割方法,搭建Caffe深度学习框架训练Faster-RCNN网络模型;通过有监督学习的方式在IAILD数据集上训练模型,检测出目标建筑物并初步提取建筑物的轮廓,并将其与形状先验的Level-Set算法结合。对比实验结果表明,本文方法解决了Level-Set算法中图像分割结果初始轮廓受人为标记框选的影响较大的问题,能够更好地完成被遮挡建筑物的分割,对于目标建筑和背景灰度值相近也能达到更好的分割效果。 展开更多
关键词 Faster-RCNN LEVEL-SET 深度学习 建筑物提取
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A regularization scheme for explicit level-set XFEM topology optimization
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作者 Markus J.GEISS Jorge L.BARRERA +1 位作者 Narasimha BODDETI Kurt MAUTE 《机械工程前沿:英文版》 CSCD 2019年第2期153-170,共18页
Regularization of the level-set(LS)field is a critical part of LS-based topology optimization(TO)approaches.Traditionally this is achieved by advancing the LS field through the solution of a Hamilton-Jacobi equation c... Regularization of the level-set(LS)field is a critical part of LS-based topology optimization(TO)approaches.Traditionally this is achieved by advancing the LS field through the solution of a Hamilton-Jacobi equation combined with a reinitialization scheme.This approach,however,may limit the maximum step size and introduces discontinuities in the design process.Alternatively,energy functionals and intermediate LS value penalizations have been proposed.This paper introduces a novel LS regularization approach based on a signed distance field(SDF)which is applicable to explicit LSbased TO.The SDF is obtained using the heat method(HM)and is reconstructed for every design in the optimization process.The governing equations of the HM,as well as the ones describing the physical response of the system of interest,are discretized by the extended finite element method(XFEM).Numerical examples for pro?blems modeled by linear elasticity,nonlinear hyperelasticity and the incompressible Navier-Stokes equations in two and three dimensions are presented to show the applicability of the proposed scheme to a broad range of design optimization problems. 展开更多
关键词 LEVEL-SET REGULARIZATION EXPLICIT level-sets XFEM CutFEM topology optimization heat method SIGNED distance field nonlinear structural MECHANICS fluid MECHANICS
一种用于超声图像序列分割的水平集演化方法 预览
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作者 张建勋 葛锦涛 +1 位作者 代煜 姚晰童 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第6期568-575,共8页
超声图像具有低信噪比、边界模糊、边界部分缺失、灰度不均等特点,对它的分割极具挑战性.而图像分割又是图像定量、定性分析的关键环节,分割的精确性对后续的分析、处理工作影响重大.距离保持水平集演化(DRLSE)方法对超声图像中出现的... 超声图像具有低信噪比、边界模糊、边界部分缺失、灰度不均等特点,对它的分割极具挑战性.而图像分割又是图像定量、定性分析的关键环节,分割的精确性对后续的分析、处理工作影响重大.距离保持水平集演化(DRLSE)方法对超声图像中出现的弱边界、被部分遮挡边界的分割较差,容易受噪声和灰度不均的影响,因此易造成弱边界泄漏、局部最优等误分割问题;并且初始轮廓对位置敏感,这使得分割的正确性严重依赖初始轮廓位置的选择,故不能对图像进行批量处理.为此提出了一种优化策略:融合基于局部区域的灰度信息和基于边缘的梯度信息构造新的边缘停止函数和面积项权系数,使得演化曲线不仅能够自适应地改变演化方向更有利于对图像序列的处理,同时对斑点噪声和灰度不均问题也有很好的抑制能力;另外,构造了一个先验形状约束项,利用前一帧的分割结果对当前帧的分割进行约束,促进曲线正确演化至目标边界,使得对边界部分遮挡的图像也有着更精确的分割效果.通过合成图像和真实超声图像对分割算法进行了性能分析,设计了基于边缘的豪斯多夫距离和平均绝对距离对算法分割轮廓和医生分割轮廓之间的距离差异性进行度量,实验证明优化策略相比于DRLSE模型和其传统优化模型,有着更高的分割精度,分割效果更出色. 展开更多
关键词 超声图像序列 图像分割 活动轮廓模型 水平集
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基于视觉显著特征的光学与SAR影像快速粗配准方法 预览
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作者 华丽 徐川 眭海刚 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1602-1610,共9页
在经典的Itti模型基础上,结合纹理特征及SAR影像显著目标的灰度特性,TW-Itti视觉显著模型能快速精确地反映显著地物的范围,获取显著区域。在显著区域内,利用水平集分割提取显著目标,通过形状曲线匹配算法对显著目标进行配准。研究结果表... 在经典的Itti模型基础上,结合纹理特征及SAR影像显著目标的灰度特性,TW-Itti视觉显著模型能快速精确地反映显著地物的范围,获取显著区域。在显著区域内,利用水平集分割提取显著目标,通过形状曲线匹配算法对显著目标进行配准。研究结果表明:与经典的Itti模型相比,TW-Itti模型得到的显著区域目标整体更连贯,边缘细节更丰富,目标区域更准确,提高了后续影像粗配准的鲁棒性。同时,配准效率得到显著提高。 展开更多
关键词 视觉显著特征 合成孔径雷达影像 影像配准 水平集 形状曲线
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一种多尺度的灰度不均匀图像分割方法 预览
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作者 叶加青 姜喜春 《安徽师范大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期120-125,共6页
灰度不均匀是阻碍图像准确分割的一种障碍,在真实图像中灰度不均匀现象经常存在。提出一种多尺度的局部区域型水平集方法,通过设定不同的局部区域,分析各个区域的灰度不均匀和拟合项,然后对其求平均值,再借助水平集方法构建最终的能量... 灰度不均匀是阻碍图像准确分割的一种障碍,在真实图像中灰度不均匀现象经常存在。提出一种多尺度的局部区域型水平集方法,通过设定不同的局部区域,分析各个区域的灰度不均匀和拟合项,然后对其求平均值,再借助水平集方法构建最终的能量泛函。对比实验证明了本文提出方法的有效性,且对于灰度不均匀图像能够得到更准确的分割效果。 展开更多
关键词 LRB模型 图像分割 多尺度 水平集 灰度不均匀
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基于改进遗传模糊聚类和水平集的图像分割算法 预览 被引量:1
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作者 韩哲 李灯熬 +1 位作者 赵菊敏 柴晶 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第5期1390-1393,1412共5页
针对传统的模糊聚类算法(FCM)容易陷入局部最优,水平集方法(Level set)容易受初始边界和控制参数的影响等问题,引入具有全局搜索能力的遗传算法(GA)初始化聚类中心,提出改进的模糊聚类算法分割得到目标的粗边缘,利用水平集方法强大的演... 针对传统的模糊聚类算法(FCM)容易陷入局部最优,水平集方法(Level set)容易受初始边界和控制参数的影响等问题,引入具有全局搜索能力的遗传算法(GA)初始化聚类中心,提出改进的模糊聚类算法分割得到目标的粗边缘,利用水平集方法强大的演化能力收敛到目标边缘。该算法可以减少水平集方法控制参数的个数,降低计算的复杂度,提高分割速度。实验在多目标轮廓图像、轮廓不清晰图像上进行,实验结果表明,该方法能够很好地检测出多目标及弱边缘图像的轮廓,在乳腺X线图像中,肿块的分割精度、过分割率和欠分割率分别为98.35%,0.27%和1.12%,优于同类算法。 展开更多
关键词 模糊聚类算法 核模糊聚类算法 遗传算法 水平集 图像分割
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一种图像分割模型的自适应参数选择方法 预览
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作者 王辉 吴永武 杜应琼 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第5期211-215,共5页
针对灰度分布不均匀的图像特征,提出一种基于局部和全局高斯分布拟合能量的自适应权重参数选择方法。基于图像的局部和全局区域信息,以高斯分布作为拟合函数建立能量泛函。基于水平集方法,随着活动轮廓的演化,局部和全局区域信息在能量... 针对灰度分布不均匀的图像特征,提出一种基于局部和全局高斯分布拟合能量的自适应权重参数选择方法。基于图像的局部和全局区域信息,以高斯分布作为拟合函数建立能量泛函。基于水平集方法,随着活动轮廓的演化,局部和全局区域信息在能量泛函中的权重会相应地变化,有利于提高图像分割的质量和效率。数值实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 图像分割 活动轮廓模型 水平集 自适应 参数选择
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基于局部连接度和差异度算子的水平集纹理图像分割 被引量:1
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作者 周力 闵海 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期39-49,共11页
目的复杂纹理的图像分割一直是图像分割的难题,现有的一些纹理图像分割方法主要通过提取图像确定方向的灰度变化特征或者提取图像的局部灰度相似性特征得到特征图像,从而进行纹理图像的分割,然而,自然纹理中普遍存在局部形态相似和方向... 目的复杂纹理的图像分割一直是图像分割的难题,现有的一些纹理图像分割方法主要通过提取图像确定方向的灰度变化特征或者提取图像的局部灰度相似性特征得到特征图像,从而进行纹理图像的分割,然而,自然纹理中普遍存在局部形态相似和方向不确定的现象,导致现有方法不能准确地分割纹理图像。方法本文提出局部连接算子和局部差异算子来描述局部纹理的形态相似性和局部纹理的差异度。一方面,通过设定一定阈值,将局部区域的灰度差异分为两类,分析两类差异的分布特征,从而提取图像的形态特性及局部连接度算子;另一方面,设置一种无方向性的灰度差异分析算子,提取图像局部的灰度差异值从而得到局部差异度算子。两个算子结合以更好地提取纹理图像的局部特征,然后通过融合局部相似度特征、局部差异度特征和灰度信息,构造水平集能量泛函,进而通过最小化能量泛函实现纹理图像分割。结果相比基于Gabor变换、结构张量、局部相似度因子的纹理分割方法,提出的局部算子能够更好地区分自然图像的不同纹理区域,且对实验图像的平均分割准确率高达97%,远高于其他方法。因此,提出的模型对于自然纹理图像具有更好的分割效果。结论本文提出了两种新颖的纹理特征局部描述子:局部连接度算子和局部差异度算子,能够有效地提取纹理特征,且有一定的互补性。实验表明,提出的方法对于复杂自然纹理图像具有良好的分割效果。 展开更多
关键词 图像分割 水平集 多特征 局部连接度 局部差异度
基于增强双边滤波的图像分割模型及应用 预览
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作者 于海平 林晓丽 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第4期1064-1069,共6页
为解决图像分割中低分辨率、边界模糊及光照因素导致的分割精度低等问题,提出一种基于增强的双边滤波的区域分割模型。提出一种增强的自适应双边滤波算法,保持图像边界结构并抵制噪声的影响;构建一种基于改进的双边滤波的区域分割模型,... 为解决图像分割中低分辨率、边界模糊及光照因素导致的分割精度低等问题,提出一种基于增强的双边滤波的区域分割模型。提出一种增强的自适应双边滤波算法,保持图像边界结构并抵制噪声的影响;构建一种基于改进的双边滤波的区域分割模型,在模型中加入正则化项,确保重新初始化过程及加速曲线的演化。实验结果表明,提出模型性能优于其它经典的分割模型。 展开更多
关键词 图像分割 水平集 双边滤波 自适应 相似性度量 杰卡德相似系数
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Topological and Shape Optimization of Flexure Hinges for Designing Compliant Mechanisms Using the Level Set Method
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作者 Benliang Zhu Xianmin Zhang +2 位作者 Min Liu Qi Chen Hai Li 《中国机械工程学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第1期42-53,共12页
A flexure hinge is a major component in designing compliant mechanisms that o ers unique possibilities in a wide range of application fields in which high positioning accuracy is required. Although various flexure hin... A flexure hinge is a major component in designing compliant mechanisms that o ers unique possibilities in a wide range of application fields in which high positioning accuracy is required. Although various flexure hinges with di erent configurations have been successively proposed, they are often designed based on designers’ experiences and inspirations. This study presents a systematic method for topological optimization of flexure hinges by using the level set method. Optimization formulations are developed by considering the functional requirements and geometrical constraints of flexure hinges. The functional requirements are first constructed by maximizing the compliance in the desired direction while minimizing the compliances in the other directions. The weighting sum method is used to construct an objective function in which a self-adjust method is used to set the weighting factors. A constraint on the symmetry of the obtained configuration is developed. Several numerical examples are presented to demonstrate the validity of the proposed method. The obtained results reveal that the design of a flexure hinge starting from the topology level can yield more choices for compliant mechanism design and obtain better designs that achieve higher performance. 展开更多
关键词 TOPOLOGY optimization Compliant MECHANISMS Flexure HINGES Level set METHOD
一种多标记融合水平集的脑部多发性硬化斑块分割方法
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作者 宫照煊 郭薇 +4 位作者 张国旭 郭佳 朱振宇 覃文军 张国栋 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期453-459,共7页
通过对脑部磁共振影像(MRI)中硬化斑块形态、位置等信息的研究,本文提出了一种基于多标记融合水平集的脑部多发性硬化斑块分割方法。该方法首先使用模糊C均值模型提取初始硬化斑块区域,根据该区域的信息统计建立了灰度先验信息项和多标... 通过对脑部磁共振影像(MRI)中硬化斑块形态、位置等信息的研究,本文提出了一种基于多标记融合水平集的脑部多发性硬化斑块分割方法。该方法首先使用模糊C均值模型提取初始硬化斑块区域,根据该区域的信息统计建立了灰度先验信息项和多标记融合项,并嵌入水平集模型中,通过水平集曲线演化实现脑部多发性硬化斑块分割。实验结果表明该方法能够有效分割脑部磁共振影像中的硬化斑块,具有较好的鲁棒性及较高的准确性。本文提出的方法极大地减轻了医师手动勾画硬化斑块区域的工作量,具有较大的临床应用价值。 展开更多
关键词 磁共振影像 多发性硬化斑块 水平集 灰度先验信息 多标记融合
基于多目标协同进化遗传算法的规则提取方法
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作者 张中伟 梅红岩 +1 位作者 周军 贾慧萍 《山东大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期122-130,共9页
针对事务数据库中连续型数值属性难以划分且规则提取效率较低的问题,提出一种交叉、变异种群协同进化的量化关联规则提取方法。利用帕累托原理的非支配排序对种群个体进行优化。利用个体相似度的基因型、表现型控制交叉种群中个体的配对... 针对事务数据库中连续型数值属性难以划分且规则提取效率较低的问题,提出一种交叉、变异种群协同进化的量化关联规则提取方法。利用帕累托原理的非支配排序对种群个体进行优化。利用个体相似度的基因型、表现型控制交叉种群中个体的配对,对变异种群采用水平集概念进行分割,并针对个体优劣分别采取单点突变和多点突变两种突变方式增强个体多样性。利用精英种群保存交叉种群与变异种群中的优秀个体并对其求取帕累托最优解集。在不同数据集上的仿真结果表明,该算法获得规则在性能和数量上达到较好的均衡,且能够有效覆盖数据集,验证了算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 多目标 协同进化 非支配 相似度 水平集
基于改进的水平集模型工业零件图像分割方法 预览
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作者 侯木舟 陈英皞 《中北大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期155-160,166共7页
随着计算机视觉技术发展,工业机器人的智能化水平越来越高.从只能完成定点定向的动作,到可以根据其搭载的摄像头来自主地识别零件并对其进行定位.利用图像处理技术可以进一步提高其识别速度与抓取精度,提高生产力水平.本文提出了一种改... 随着计算机视觉技术发展,工业机器人的智能化水平越来越高.从只能完成定点定向的动作,到可以根据其搭载的摄像头来自主地识别零件并对其进行定位.利用图像处理技术可以进一步提高其识别速度与抓取精度,提高生产力水平.本文提出了一种改进的水平集模型,首先定义以图片宽度的2/3为半径,图片中心为圆心的圆作为曲线演化的初始轮廓,让曲线以向内运动为主;接着,使用图像边缘标记函数,通过优化控制函数迭代速率的参数与影响模型对噪音敏感度的参数,提高了曲线的演化速率,最后使用改进的距离正则化水平集方法将曲线演化至目标物体边界,实现对图像的分割.仿真实验表明,该方法能有效检测出图像中单个及多个物体的边界,提高了边界的定位精度,且有较快的运算速度. 展开更多
关键词 水平集 图像分割 距离正则化
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基于高光谱遥感图像的目标毁伤区域检测 预览
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作者 陈克 《遥测遥控》 2019年第3期28-31,共4页
为精准快速评估目标伤毁区域,提出基于高光谱遥感图像的目标毁伤区域分割方法。首先利用分类概率保持的鉴别分析方法对高光谱数据进行降维,然后利用基于局部高斯分布拟合模型的水平集演化方法对毁伤区域进行分割。仿真实验结果验证了方... 为精准快速评估目标伤毁区域,提出基于高光谱遥感图像的目标毁伤区域分割方法。首先利用分类概率保持的鉴别分析方法对高光谱数据进行降维,然后利用基于局部高斯分布拟合模型的水平集演化方法对毁伤区域进行分割。仿真实验结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 高光谱遥感图像 降维 水平集 图像分割
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基于小波边缘刻画与LBF水平集变分模型的图像分割 预览
16
作者 杨志巧 羿旭明 《数学杂志》 2019年第1期87-96,共10页
本文研究了基于水平集的图像分割的问题.利用小波变换的方法,构造出图像边缘刻画函数,引入到LBF水平集分割变分模型中,获得了基于小波变换的WLBF模型,同时给出了WLBF模型的数值求解算法.针对不同情景下的典型灰度图像,给出了图像分割实... 本文研究了基于水平集的图像分割的问题.利用小波变换的方法,构造出图像边缘刻画函数,引入到LBF水平集分割变分模型中,获得了基于小波变换的WLBF模型,同时给出了WLBF模型的数值求解算法.针对不同情景下的典型灰度图像,给出了图像分割实例,推广了LBF模型及算法,实验结果证明WLBF模型及算法对图像分割的有效性. 展开更多
关键词 图像分割 水平集 小波变换 变分法
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改进几何活动轮廓模型的水下图像分割算法研究 被引量:1
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作者 李社蕾 黄梦醒 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第3期671-675,共5页
由于海洋环境对光有很强的的吸收和散射效应,导致水下成像存在对比度低、噪声严重及灰度不均等问题[1,2],在很大程度上影响了水下图像分割的效果.论文研究了几何活动轮廓模型的基本理论,结合水下图像对比度低、图像模糊、偏色等问题,对... 由于海洋环境对光有很强的的吸收和散射效应,导致水下成像存在对比度低、噪声严重及灰度不均等问题[1,2],在很大程度上影响了水下图像分割的效果.论文研究了几何活动轮廓模型的基本理论,结合水下图像对比度低、图像模糊、偏色等问题,对自适应的GACV图像分割算法进行改进,建立了适用于水下图像分割的改进的自适应GACV图像分割算法的数学模型,并对水下图像进行分割仿真.仿真结果表明,该模型对弱边缘更加敏感,对具有对比度低、图像模糊特点的水下图像实现了完全分割,达到了预期的分割效果,表现出了良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 几何活动轮廓模型 图像分割 水下图像 水平集
一种基于几何重构的Youngs-VOF耦合水平集追踪方法 预览
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作者 张嫚嫚 孙姣 陈文义 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期775-786,共12页
针对界面追踪方法中拉格朗日方法和欧拉–拉格朗日方法计算效率低、不适用大变形、不能应用于三维数值计算模型等问题,研究了一种效率高、界面清晰、适用于三维模型的计算气液两相界面迁移特性的欧拉运动界面追踪方法,该方法将'米&#... 针对界面追踪方法中拉格朗日方法和欧拉–拉格朗日方法计算效率低、不适用大变形、不能应用于三维数值计算模型等问题,研究了一种效率高、界面清晰、适用于三维模型的计算气液两相界面迁移特性的欧拉运动界面追踪方法,该方法将'米'状相邻单元Youngs方法用于运动界面重构,将Youngs-VOF和水平集通过几何方法耦合,提高运动界面精度,克服了VOF和水平集方法存在的缺陷,避免了利用高阶导数本身的稳定性去求解水平集对流方程和距离函数方程.'米'状相邻单元Youngs方法避免了数值耗散、数值色散性以及非线性效应引起的捕捉界面模糊的情况. Youngs-VOF耦合水平集方法既保证了计算界面时的稳定性,与拉格朗日方法相比又提高了计算效率.利用Youngs-VOF耦合水平集方法与VOF方法对单个气泡在水中上升过程数值计算与实验对比并对经典剪切流场中圆形运动界面模型的数值计算,验证了Youngs-VOF耦合水平集方法的有效性并比VOF方法捕捉界面更清晰、锐利;通过对溃坝–自由表面流动过程数值计算并与实验进行对比,验证了Youngs-VOF耦合水平集方法的稳定性以及对三维数值模型的适用性. 展开更多
关键词 运动界面重构 改进的Youngs方法 水平集方法 VOF方法 几何重构
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结合视觉显著模型与水平集算法的建筑物立面图像轮廓快速提取 预览
19
作者 李昌华 杜文强 周方晓 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期1232-1236,共5页
针对传统轮廓提取方法对建筑物立面图像处理存在的处理耗时问题,提出一种结合视觉显著模型与水平集算法的建筑物立面轮廓提取算法。通过视觉显著特征与超像素分块信息滤除大量无关背景;对所得的显著分块,以超像素分块为单位,据建筑物的... 针对传统轮廓提取方法对建筑物立面图像处理存在的处理耗时问题,提出一种结合视觉显著模型与水平集算法的建筑物立面轮廓提取算法。通过视觉显著特征与超像素分块信息滤除大量无关背景;对所得的显著分块,以超像素分块为单位,据建筑物的纹理特征进行筛选;利用水平集算法对所得初始建筑物区域进行演化,得到最终轮廓。实验结果表明,相较传统轮廓提取方法,在处理效果相当的情况下,算法处理速度得到了有效提升。 展开更多
关键词 轮廓提取 建筑物立面 视觉显著模型 水平集
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Concurrent optimization of structural topology and infill properties with a CBF-based level set method
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作者 Long JIANG Yang GUO +3 位作者 Shikui CHEN Peng WEI Na LEI Xianfeng David GU 《机械工程前沿:英文版》 CSCD 2019年第2期171-189,共19页
In this paper,a parametric level-set-based topology optimization framework is proposed to concurrently optimize the structural topology at the macroscale and the effective infill properties at the micro/meso scale.The... In this paper,a parametric level-set-based topology optimization framework is proposed to concurrently optimize the structural topology at the macroscale and the effective infill properties at the micro/meso scale.The concurrent optimization is achieved by a computational framework combining a new parametric level set approach with mathematical programming.Within the proposed framework,both the structural boundary evolution and the effective infill property optimization can be driven by mathematical programming,which is more advantageous compared with the conventional partial differential equatiodriven level set approach.Moreover,the proposed approach will be more efficient in handling nonlinear problems with multiple constraints.Instead of using radial basis functions(RBF),in this paper,we propose to construct a new type of cardinal basis functions(CBF)for the level set function parameterization.The proposed CBF parameterization ensures an explicit impose of the lower and upper bounds of the design variables.This overcomes the intrinsic disadvantage of the conventional RBF-based parametric level set method,where the lower and upper bounds of the design variables oftentimes have to be set by trial and error;A variational distance regularization method is utilized in this research to regularize the level set function to be a desired distanceregularized shape.With the distance information embedded in the level set model,the wrapping boundary layer and the interior infill region can be naturally defined.The isotropic infill achieved via the mesoscale topology optimization is conformally fit into the wrapping boundary layer using the shape-preserving conformal mapping method,which leads to a hierarchical physical structure with optimized overall topology and effective infill properties.The proposed method is expected to provide a timely solution to the increasing demand for multiscale and multifunctional structure design. 展开更多
关键词 CONCURRENT TOPOLOGY OPTIMIZATION PARAMETRIC level set method cardinal basis function shell-infill structure design confonnal mapping
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