论文部分内容阅读
凸壳问题是计算几何中最重要、最基本,也是得到大量深入研究,并有广泛应用的问题之一。其应用领域包括统计学等。它是在20世纪提出的,70年代以来,二维凸壳所具有的问题复杂性与应用重要性,使国内外专家学者对凸壳算法颇为关注,20世纪末期就已提出很多著名的凸壳算法,诸如卷包裹凸壳算法、格雷厄姆凸壳算法、折半分治凸壳算法,等等<[5]>。可以说凸壳算法研究始于70年代、盛于80年代、极于90年代;然而,进入21世纪以来,凸壳算法研究出现了停滞不前的尴尬窘况,所以有关凸壳的生成算法不是很多。在现有的凸壳算法里不但有串行并行之分,同时亦有“增点”递推与“删点”递推之分。
本文在前人研究的基础上,展开了基于同构化基本原理新视角的点集凸壳算法(注:包括串行算法与并行算法;下同)研究。同构化点集凸壳算法研究的主要内容有:
(1)现行点集凸壳算法反思研究,以发掘其弱点根源、借鉴其历史经验;
(2)点集凸壳的同构化构造特性研究,以寻求其同构化构造本质;
(3)点集凸壳算法同构化研究,以创出性能更优的点集凸壳新算法。
在同构化研究的基础之上,本文提出了具有代表性的“动态基线最大倾角的凸壳新算法”、“双域双向水平倾角最小化圈绕凸壳新算法”、和“基于工作站机群的并行凸壳新算法”,并且利用任一电子商务的文档,必定的能唯一标识它的特性——“文纹”,首次将凸壳技术运用于数字加密,提出了“基于文纹的数字加密技术”。
除了以上用途外,凸壳在“计算图形、图象处理、模式识别、指纹识别、地物辨识、地质勘探、网点布局、环境监测、……”中,均有广泛而重要的学术意义与应用价值。例如:图象处理中,可用寻求图像凸壳,找到数字图象中的关键凸面;古繁体文字分解中,可以构造字形凸包,形成对文字的最优划分;模式识别中,可借模式凸壳,描述模式外形的重要特征;物体分类中,可凭各物体凸壳相似度,勾画出这些物体所属类别;计算机图形学中,可用一组点的凸壳,显示出其点簇:在指纹识别中,可以根据指纹边缘轮廓点集凸壳,获得高质量的指纹,所以说凸壳的应用范围非常广泛,它必将具有非常广阔的市场前景和经济价值。