為了提升材料空洞演化的可視化效果,提出一種基于數(shù)據(jù)特征的自適應(yīng)顏色映射方法。首先,在CIELAB顏色空間中選取若干控制點(diǎn),形成初始顏色路徑;然后,考慮數(shù)據(jù)特征值占比,根據(jù)色差均勻、亮度一致性等約束條件來優(yōu)化控制點(diǎn)的位置,調(diào)整顏色路徑,以滿足控制點(diǎn)自適應(yīng)跟隨數(shù)據(jù)的要求;最后,通過均衡化算法來重映射感知差異總和的分布,優(yōu)化顏色映射的感知均勻性來形成最終顏色映射圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與以往僅考慮顏色空間、忽略數(shù)據(jù)多樣性的傳統(tǒng)顏色映射方法相比,所提方法充分考慮顏色配比、控制點(diǎn)個(gè)數(shù)、自適應(yīng)因素,提升了可視化結(jié)果的特征可辨識(shí)性,并且保證了空洞演化可視化結(jié)果的感知均勻性,提高了可視化結(jié)果的準(zhǔn)確性,縮減了觀測(cè)有效信息所需時(shí)長。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

感知均勻的評(píng)估結(jié)果

明確區(qū)域分布是用戶分析空洞形成原因的必要條件。空洞演化區(qū)域有基體域、基體-空洞擴(kuò)散域、空洞域，其中擴(kuò)散區(qū)域根據(jù)數(shù)據(jù)特征值（基體-空洞轉(zhuǎn)換臨界值）被細(xì)分為基體-基體臨界域、基體-空洞過渡域、空洞-空洞臨界域。面對(duì)多個(gè)區(qū)域，為每一個(gè)區(qū)域匹配唯一的顏色序列段，以區(qū)分其他區(qū)域，是明確區(qū)域分布的理想方法。一個(gè)顏色序列段由控制點(diǎn)間多個(gè)顏色值組成，控制點(diǎn)數(shù)量決定顏色序列段個(gè)數(shù)[6]。然而，傳統(tǒng)顏色映射工作追求普適性，弱化了應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，無法將生成的顏色序列段與空洞演化中包含的區(qū)域相匹配[7]。一方面，傳統(tǒng)顏色映射工作中，控制點(diǎn)個(gè)數(shù)的選擇缺乏依據(jù)。例如，圖1(a）中擴(kuò)散域內(nèi)可辨別的區(qū)域總量（5個(gè)）多于實(shí)際擴(kuò)散域內(nèi)包含的區(qū)域個(gè)數(shù)（3個(gè)）。控制點(diǎn)個(gè)數(shù)多于實(shí)際所需，使得可視化結(jié)果中產(chǎn)生虛假區(qū)域分布。另一方面，由于控制點(diǎn)位置固定，傳統(tǒng)顏色映射方法較難適應(yīng)空洞演化可視化的多樣性要求。空洞演化可視化多樣性是不同臨界值下，空洞形貌、區(qū)域分布的多樣性�？刂泣c(diǎn)位置固定，導(dǎo)致構(gòu)成的顏色路徑具有唯一性，與多樣性存在矛盾。保持空洞演化全空間頻率特征的感知均勻，能夠避免區(qū)域邊界被模糊，同時(shí)有效防止各區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)異常顏色特征�？斩囱莼娜臻g頻率特征由兩部分構(gòu)成，分別是數(shù)據(jù)平穩(wěn)過渡的低空間頻率特征和數(shù)據(jù)突變的高空間頻率特征。感知均勻指的是顏色空間中兩種顏色的歐氏距離與人類對(duì)顏色的感知差異一致[8]。傳統(tǒng)顏色映射方法基于不同的顏色空間，僅能保證部分空間頻率特征的感知均勻。例如，基于RGB(Red,Green,Blue）顏色空間的顏色映射方法，因所屬顏色空間中某段顏色路徑歐氏距離遠(yuǎn)小于實(shí)際色差，導(dǎo)致低空間頻率特征的感知不均勻，從而造成該特征域內(nèi)出現(xiàn)局部高對(duì)比度，呈現(xiàn)異常顏色特征[9]（如圖1(a））；基于CIELAB顏色空間的顏色映射方法，因所屬顏色空間中某段顏色路徑歐氏距離遠(yuǎn)大于實(shí)際色差，導(dǎo)致高空間頻率特征的感知不均勻[10]，易在該特征域內(nèi)形成局部低對(duì)比度，從而模糊區(qū)域邊界[11]（如圖1(b））。文獻(xiàn)[12]通過研究空間頻率對(duì)顏色差異的影響，提出亮度是控制高空間頻率下感知均勻的關(guān)鍵因素。因此本文引入亮度一致性，結(jié)合CIELAB空間，較好地保證了全空間頻率的感知均勻。

本文以兩相空洞演化模型為例，按圖2(b）相場(chǎng)變量與x的曲線關(guān)系，選取?作為相場(chǎng)變量，區(qū)分基體相和空洞相。圖1即為使用相場(chǎng)法建立的演化模型的可視化結(jié)果。2 自適應(yīng)顏色映射

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]核燃料裂變氣體輻照腫脹的相場(chǎng)模擬與分析[J]. 丁雪健,黃灝,霍永忠.  力學(xué)季刊. 2015(04)
[2]直拉硅單晶中雙空洞長大動(dòng)力學(xué)的相場(chǎng)模擬[J]. 關(guān)小軍,王進(jìn),張向宇,曾慶凱.  人工晶體學(xué)報(bào). 2015(05)



本文編號(hào)：3129052