体绘制视点选择的智能算法研究

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目前,体绘制的视点选择技术已成为体绘制研究中的热点问题。由于用户对体数据可视化的多样性要求和体绘制过程中频繁的人机交互操作,使体绘制的适应性和效率大大降低,从而阻碍了体绘制技术的广泛和深入的应用。利用智能算法为用户选择最优视点或一组被优化的视点集,以便用户准确、快速地理解体数据中的重要信息,是提高体绘制效率的一种可行的途径。  本论文在分析研究当前体绘制视点选择相关技术的基础上,应用蚁群算法优化体绘制的视点选择过程,实现了体绘制视点选择的自动化和智能化。本论文研究的主要内容如下:  (1)体绘制视点质量的评价方法。在深入研究现有的4种基于信息熵的体绘制视点质量评价方法的基础上,构造了一种基于体数据2维投影图像的不透明度及其结构信息的视点评价函数,作为视点选择的依据,在一定程度上反映了人类视觉系统的特性。  (2)体绘制视点选择的智能方法。在深入研究体绘制视点选择的粒子群、单纯形-粒子群、混合蛙跳等智能算法的基础上,提出了一种基于蚁群算法的体绘制视点选择方法,将本文构造的视点评价函数作为蚁群算法的目标函数,应用蚁群算法优化体绘制的视点选择过程,算法收敛速度快、精度高、稳定性好,可以显著地提高体绘制的效率。
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