离散最优传输问题,闵可夫斯基问题和蒙奇-安培方程中的变分原理和Power图

批准号:
11371220
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
史作强
依托单位:
学科分类:
A0503.数值逼近与计算几何
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚远、顾险峰、李震、朱翔、吴天琦
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
在几何中,最优传输问题,闵可夫斯基问题和蒙奇-安培方程是三个表面上不同,但是本质上紧密相关的问题。它们不仅有丰富的结构和漂亮的理论,而且在很多工程领域有广泛的应用。但是传统的算法,无论是解最优传输问题的线性规划,还是解蒙奇-安培方程的有限元方法,都不能揭示这个本质的联系。本项目基于凸多面体几何,提出一个统一的框架,它可以同时解上述三个问题,从而能够揭示深层的联系和丰富相关的理论。同时该框架能给出更精确的解。我们的关键观察是1)它们共享一个具有几何意义的变分原理,2它们与计算几何中经典的Voronoi图有紧密联系。这使得我们能够发展有效算法,从而解决实际工程问题。本项目将从理论,算法,应用三个层次来开展研究,并将理论框架和算法从欧氏空间推广到一般的黎曼流形。
英文摘要
In geometry, optimal transport problem (OTP), Minkowski problem and Monge-Ampere equation (MAE) are three seemingly differet but closed related problems. They not only have rich structures and beautiful theories, but also have many applications in various areas of engineerings and biomedecine. However, the conventional methods, either linear programing for OTP or finite element method for MAE, do not recognize the fundamental relation among these problems. In this project, we propose a framework based on the convex geometry that can solve these three problems altogether and discovers the intrinsic relations among them. Our key insights are 1) there is a variational principle shared by these problems;2)they are closely connected to power diagram, a generalization of the classic Voronoi diangram in computational geometry. This enables us to develop efficient and robust algorithms and thus to solve the engineering problems in real world. We will carry out our research in three levels: developing theory, designing algorithms, and exploring applications in computer vision and computer graphics, geometric modeling and medical imaging.
在几何中,最优传输问题,闵可夫斯基问题和蒙奇-安培方程是三个表面上不同,但是本质上紧密相关的问题。它们不仅有丰富的结构和漂亮的理论,而且在很多工程领域有广泛的应用。本项目基于凸多面体几何,提出一个统一的框架,它可以同时解上述三个问题,从而能够揭示深层的联系和丰富相关的理论。同时该框架能给出更精确的解。本项目从理论,算法,应用三个层次来开展研究,并将理论框架和算法从欧氏空间推广到一般的黎曼流形。..利用本项目的资助,我们还研究了在点云上求解偏微分方程的数值方法及相关理论。点云上求解偏微分方程的数值方法有广泛的应用,包括计算几何中曲面上共形映射和拟共形映射的计算,蒙奇-安培方程的求解,曲面上的对流扩散方程的模拟等。尤其是近年来,大量的大数据问题可以用高维空间中的点云来描述,点云上的偏微分方程成为了研究大数据问题的重要工具。在本项目中,我们提出了点积分方法来求解点云上的偏微分方程,并建立了相关的理论。结合低维流形模型,调和延拓等描述高维数据的模型,点积分方法在图像处理,半监督学习,矩阵恢复等问题中得到了成功的应用,成为了一种新的有效的分析高维数据的方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.4310/cms.2017.v15.n6.a12
发表时间:2015-06
期刊:arXiv: Numerical Analysis
影响因子:--
作者:Zuoqiang Shi
通讯作者:Zuoqiang Shi
Generalization of the Weighted Nonlocal Laplacian in Low Dimensional Manifold Model
低维流形模型中加权非局部拉普拉斯的推广
DOI:10.1007/s10915-017-0549-x
发表时间:2018-05-01
期刊:JOURNAL OF SCIENTIFIC COMPUTING
影响因子:2.5
作者:Shi, Zuoqiang;Osher, Stanley;Zhu, Wei
通讯作者:Zhu, Wei
Compressive sensing of wireless sensors based on group sparse optimization for structural health monitoring
基于组稀疏优化的无线传感器压缩感知结构健康监测
DOI:10.1177/1475921717721457
发表时间:2018-07-01
期刊:STRUCTURAL HEALTH MONITORING-AN INTERNATIONAL JOURNAL
影响因子:6.6
作者:Bao, Yuequan;Shi, Zuoqiang;Li, Hui
通讯作者:Li, Hui
Identification of time-varying cable tension forces based on adaptive sparse time-frequency analysis of cable vibrations
基于索振动自适应稀疏时频分析的时变索拉力识别
DOI:10.1002/stc.1889
发表时间:2017-03-01
期刊:STRUCTURAL CONTROL & HEALTH MONITORING
影响因子:5.4
作者:Bao, Yuequan;Shi, Zuoqiang;Hou, Thomas Y.
通讯作者:Hou, Thomas Y.
DOI:10.1137/141001986
发表时间:2014-12
期刊:Siam Journal ON Imaging Sciences
影响因子:2.1
作者:Sun Jian;Wu Tianqi;Gu Xianfeng;Luo Feng
通讯作者:Luo Feng
基于偏微分方程的神经网络鲁棒性模型
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2020
- 负责人:史作强
- 依托单位:
数据驱动的稀疏时频分解
- 批准号:11671005
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:史作强
- 依托单位:
浸入边界法的高效稳定数值格式
- 批准号:11201257
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:史作强
- 依托单位:
国内基金
海外基金
