基于非线性渐变式颜色映射的LC改进算法I.PDFVIP

第３６卷第９期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３６Ｎｏ９ ２０１９年９月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｓｅｐ．２０１９ 基于非线性渐变式颜色映射的ＬＩＣ改进算法 高茂庭，董红周，周　凡 （上海海事大学信息工程学院，上海２０１３０６） 摘　要：线积分卷积（ＬＩＣ）算法展现的纹理反映了整个矢量场的方向结构，却不能展现矢量场的强度大小。针 对此问题提出基于非线性渐变式颜色映射的ＬＩＣ改进算法，将矢量场强度与白噪声结合作为ＬＩＣ的输入纹理， 运用ＦａｓｔＬＩＣ思想并划分纹理区域同步执行ＬＩＣ运算来提高算法效率；再将矢量场强度作非线性变换，根据渐变 式颜色映射方案使用ＯｐｅｎＣＶ处理引擎并行实现矢量场强度的颜色映射；最后由ＬＩＣ得到的灰度纹理和颜色映 射结果确定合成系数并构造累计函数增强两者结果，再进行线性合成运算得到最终可视化效果。在对全球海洋 流场和风场两种典型的矢量场进行可视化以及与其他算法对比实验表明，改进算法得到的可视化效果纹理清 晰，较好地展示出矢量场的方向和强度，能够更准确地反映矢量场的全方位信息和局部变化情况。 关键词：线积分卷积；矢量场；场强；可视化；累计函数 中图分类号：ＴＰ３０１．６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１９）０９０６０２８３４０６ ｄｏｉ：１０．１９７３４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１８．０３．０１９９ ＩｍｐｒｏｖｅｄＬＩＣａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｇｒａｄｕａｌｃｈａｎｇｉｎｇｃｏｌｏｒｍａｐｐｉｎｇ ＧａｏＭａｏｔｉｎｇ，ＤｏｎｇＨｏｎｇｚｈｏｕ，ＺｈｏｕＦａｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｔｅｘｔｕｒｅｒｅｖｅａｌｅｄｂｙＬＩＣｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｖｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄ，ｂｕｔｃａｎｎｏｔｓｈｏｗｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎ ｔｅｎｓｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＬＩＣａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｇｒａｄｕａｌｃｈａｎｇｉｎｇｃｏ ｌｏｒｍａｐｐｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｖｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｗｈｉｔｅｎｏｉｓｅｔｏｆｏｒｍｔｈｅｉｎｐｕｔｔｅｘｔｕｒｅｏｆｉｍｐｒｏｖｅｄＬＩＣ，ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｄｔｈｅｉｄｅａｏｆＦａｓｔＬＩＣａｎｄｄｉｖｉｄｅｄｔｈｅｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｏｓｅｖｅｒａｌｒｅｇｉｏｎｓｆｏｒｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｅｘｅｃｕｔｉｏｎｏｆＬＩＣ，ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆＬＩＣ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＬＩＣｄｉｄａｎｏｎｌｉｎｅａｒｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｖｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄ，ａｎｄｕｓｅｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｎ ｇｉｎｅ，ＯｐｅｎＣＶ，ｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｃｏｌｏｒｍａｐｐｉｎｇｏｆｔｈｅｖｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｇｒａｄｕａｌｃｈａｎｇｉｎｇｃｏｌｏｒｍａｐｐｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｇｒａｙｔｅｘｔｕｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＬＩＣａｎｄｃｏｌｏｒｍａｐｐｉｎｇｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ａｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅｔｗｏｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｗａｙｏｆｌｉｎｅａｒｓｙｎｔｈｅｓ