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Journal of Zhejiang University SCIENCE C

ISSN 1869-1951(Print), 1869-196x(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.9 P.697-804

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Special Part-Issue for Digital Entertainment, Art and Intelligent CAD

Review: A survey for image resizing

Xiao Lin, Ying-lan Ma, Li-zhuang Ma, Rui-ling Zhang

DOI: 10.1631/jzus.C1400102 Downloaded: 3460 Clicked: 21156 Cited: 1 Commented: 0(p.697-716) <Full Text><PPT> 1955

Chinese summary   <165>  图像缩放方法综述

研究目的：对图像缩放方法进行全面总结，为今后图像缩放研究提供新视角。
文章内容：通过对重要区域保持、最小化变形和性能方面的分析，总结各种图像缩放方法的优缺点。首先，分析了图像显著性检测方法。其次，将图像缩放方法分为缩放、裁剪、缝裁剪、变形、多算子和其他方法，总结了近年提出的一些视频缩放方法。最后，总结图像缩放方法，指出未来研究热点包括：基于视频显著性的视频缩放技术的深入研究，具有更多语义信息、复杂结构和不同拓扑关系的图像缩放方法的研究，对特殊场景图像的缩放，如何更加高效地进行图像缩放，等。

关键词组：图像缩放；显著性检测；裁剪；缝裁剪；变形

Review: Image anti-aliasing techniques for Internet visual media processing: a review

Xu-dong Jiang, Bin Sheng, Wei-yao Lin, Wei Lu, Li-zhuang Ma

DOI: 10.1631/jzus.C1400100 Downloaded: 3125 Clicked: 16657 Cited: 0 Commented: 0(p.717-728) <Full Text><PPT> 1815

Chinese summary   <152>  网络可视媒体处理中的图像反锯齿技术：回顾与展望

研究目的：通过调查不同反锯齿技术的实现方法和优缺点，为研究人员提供一种快速理解反锯齿技术的方法，并指出该领域未来研究方向。
文章内容：将图像反锯齿技术分为后滤波和预滤波两大类，并将后滤波技术细分为硬件反锯齿技术和后处理反锯齿技术（图1）。针对每一类技术，分析了主流反锯齿技术的实现原理和主要优缺点。在讨论每一类技术的最后，将这些技术作了归纳和比较，并阐述其应用。对后滤波技术，首先讨论了基于GPU管线的SSAA、MSAA及其不同的改进技术，接着分析了为适应延迟渲染技术而出现的独立于GPU管线的各种后处理滤波技术（以形态反锯齿技术为代表），最后从不同方面比较了主流后滤波技术间的差异（表1）。对于预滤波技术，主要依据时间发展脉络讨论了不同的解析反锯齿技术。最后，从反锯齿质量、性能、输入限制、带宽需求等方面对这两大类技术作了比较（表2)，指出了未来研究方向。

关键词组：反锯齿；硬件；后滤波；预滤波；采样

A controllable stitch layout strategy for random needle embroidery

Jie Zhou, Zheng-xing Sun, Ke-wei Yang

DOI: 10.1631/jzus.C1400099 Downloaded: 2877 Clicked: 7306 Cited: 0 Commented: 0(p.729-743) <Full Text><PPT> 2124

Chinese summary   <151>  一种可控的乱针绣针法排布策略

研究目的：乱针绣（random needle embroidery）是列入世界非物质文化遗产的艺术，它融西方绘画技巧与中国刺绣技艺于一体，针法灵活多变，风格独特。采用计算机技术模拟乱针绣风格，对其传承和发展具有重要意义。如何设计有效、可控的针法排布机制是表现乱针绣针法特色以及乱针绣风格模拟的基础。
创新要点：提出一种参数驱动的针法排布策略，通过高层排布参数及反应扩散过程有效实现对绣线方向、长短、颜色的控制。用户通过调整高层参数或绘制简单的草图笔画即可方便地调整针法排布风格。
方法提亮：设计了包含绣线低层属性及高层排布参数的针法排布模型；建立邻域图表示相邻绣线之间的拓扑关系；提出基于邻域拓扑关系及反应扩散过程的针法排布控制策略；给出基于纹理映射及亮度衰减的绣线仿真算法。
重要结论：根据本文提出的针法排布策略，用户只需调整若干高层参数或绘制简单的笔画即可改变针法排布风格。实验结果表现了两方面特性：针法风格表现的多样性及用户交互的便利性。

关键词组：乱针绣；针法风格；针法排布；针迹邻域图；反应扩散

Visual salience guided feature-aware shape simplification

Yong-wei Miao, Fei-xia Hu, Min-yan Chen, Zhen Liu, Hua-hao Shou

DOI: 10.1631/jzus.C1400097 Downloaded: 2979 Clicked: 13567 Cited: 1 Commented: 0(p.744-753) <Full Text><PPT> 2289

Chinese summary   <151>  视觉显著性引导的特征敏感形状简化

研究目的：在三维数字化工程和数字几何处理领域，在获取高度复杂模型的大规模采样数据过程中，由于利用三维扫描设备获取的均匀采样点数据不依赖于模型内在特征，大量采样点数据通常具有许多冗余信息，使得三维模型的远程传输、隐式曲面的快速重建、数字娱乐和虚拟现实实时显示等应用中，需要庞大内存和大量时间处理大规模采样数据。基于视觉显著特性的特征敏感形状简化技术,可在保持复杂模型显著特征的前提下减少模型数据量，从而满足特定应用的需求。
创新要点：提出一种视觉显著性引导的特征敏感形状简化方法。将三维复杂模型的内容敏感显著性度量引入模型顶点对的迭代收缩简化。顶点对的收缩误差由显著性加权的二次误差度量来衡量。与传统模型简化方法不同，该误差度量定义在结合模型顶点位置信息和法向量信息的6维空间上。
重要结论：实验结果表明，得到的重采样结果能够很好地反映模型的视觉显著特征，在模型的高显著区域采样点较稠密，在低显著区域采样点较稀疏。

关键词组：视觉显著性度量；形状简化；内容敏感；加权二次误差度量；特征敏感

Quasi-angle-preserving mesh deformation using the least-squares approach

Gang Xu, Li-shan Deng, Wen-bing Ge, Kin-chuen Hui, Guo-zhao Wang, Yi-gang Wang

DOI: 10.1631/jzus.C1400103 Downloaded: 2742 Clicked: 7461 Cited: 0 Commented: 0(p.754-763) <Full Text><PPT> 2194

Chinese summary   <152>  基于最小二乘方法的拟保角网格变形

研究目的：网格模型的修改与编辑方法在数字娱乐、数值计算等领域有着重要应用。如何在网格编辑过程中更好地保持模型的几何细节，是网格变形方法中富有挑战性的重要问题。本文利用网格模型蕴涵的内在几何信息，提出基于最小二乘方法的拟保角网格变形方法，在变形过程中有效保持网格模型的几何细节。
创新要点：提出一种基于内在角度信息的离散网格表示方法，具有旋转、平移和均匀缩放不变性，是三角离散网格模型的新型表示方法。基于该网格表示形式和最小二乘方法，建立了拟保持网格角度度量的网格变形框架。与基于拉普拉斯微分坐标方法相比，可有效保持网格模型的几何细节特征。
重要结论：若干三角网格模型变形与编辑实例显示，在数字娱乐领域本文算法有效。

关键词组：网格编辑；网格变形；基于角度的网格表示；拟保角网格变形方法

Scale-aware shape manipulation

Zheng Liu, Wei-ming Wang, Xiu-ping Liu, Li-gang Liu

DOI: 10.1631/jzus.C1400122 Downloaded: 2582 Clicked: 7798 Cited: 0 Commented: 0(p.764-775) <Full Text><PPT> 2202

Chinese summary   <151>  尺度自动感知的几何体变形技术

研究目的：针对三角形网格的大尺度形变，提出一种基于尺度不变量的变形技术。
研究方法：针对三角形网格中基于顶点--领域的局部微分坐标，提出一套尺度不变的几何量（图1）。基于这套几何不变量，给出尺度自适应的几何体变形能量（方程6）。该复杂方程难以直接求解；为有效求解，利用分离变量原理，设计了一个两步迭代算法（算法1）。将此算法获得的几何变形结果与多种知名的几何变形算法进行比较（图9~11）。最后展示了一系列利用我们的算法进行网格变形的结果（图12~14）。
重要结论：针对三角形网格微分坐标中的尺度不变量，提出了一种新颖的基于尺度不变度量的网格变形技术，使得几何体在大尺度形变过程中能够有效保持几何细节不变。

关键词组：微分几何坐标；尺度不变的度量；网格变形

Cloud Engineering

Review: Data center network architecture in cloud computing: review, taxonomy, and open research issues

Han Qi, Muhammad Shiraz, Jie-yao Liu, Abdullah Gani, Zulkanain ABDUL Rahman, Torki A. Altameem

DOI: 10.1631/jzus.C1400013 Downloaded: 4446 Clicked: 11693 Cited: 9 Commented: 0(p.776-793) <Full Text><PPT> 2613

Chinese summary   <156>  云计算数据中心网络结构：回顾、分类与研究热点展望

研究目的：数据中心网络由大量服务器主机与数据交换设备经高速网络互连，是数据中心的重要组成部分。数据中心能够通过建立集中化的数据资源向终端用户按需提供信息与服务。近年来，基于云计算的服务大量增加，由此产生的数据中心内（间）大规模数据流量，使得数据中心网络规模不断扩大，而传统的数据中心网络结构随着云服务的用户增加，在带宽汇聚、扩展性、性价比等方面的表现不尽如人意。因此，迫切需要一个具备良好可扩展性、高性价比、高稳定性以及低能耗的新型数据中心网络结构。
文章内容：回顾了近年来数据中心网络结构的研究发现和相关技术，指出现有云计算数据中心网络结构的特点。将现有多种数据中心网络结构按照树形(Clos/tree-based)，负载均衡（valiant load balancing），递归（hierarchically recursive），光/无线（optical/wireless），以及随机连接（randomly connected）五个方面进行分类，详细介绍各个类别下的代表结构，并对这些网络结构进行横向比较，选取的指标包括带宽、容错、可扩展性、开销以及网络搭建大致费用。最后，从可扩展性、成本、稳定性、能效等方面，对未来面向云计算的数据中心网络结构的研究热点进行展望。

关键词组：数据中心网络；云计算；结构；网络拓扑

NaEPASC: a novel and efficient public auditing scheme for cloud data

Shuang Tan, Yan Jia

DOI: 10.1631/jzus.C1400045 Downloaded: 4952 Clicked: 10785 Cited: 7 Commented: 0(p.794-804) <Full Text><PPT> 2330

Chinese summary   <152>  NaEPASC：一种新颖且高效的云数据公开审计机制

研究目的：随着云计算的广泛深入，越来越多用户选择云来存储数据。由于用户在本地可能不再保存任何数据副本，云中数据的完整性难以有效判定。另外，同一用户可能需要存储多份数据到云中，因此简化密钥管理也成为一个关键问题。本文尝试设计一种满足云存储环境的、基于身份的数据完整性验证机制，以检测云中数据的正确性。
创新要点：参考基于身份的签名机制，提出一种基于身份的数据完整性验证模型，包括私钥生成服务器、用户、云存储服务器及第三方审计。该机制不仅能够有效检测数据完整性，而且简化了用户密钥管理，包括密钥恢复和密钥存储。另外，协议采用的公钥为用户公开的信息，如邮件等。
重要结论：本文设计的验证机制能够有效检测云中侵犯用户数据完整性的违规行为。通过考虑用户身份信息，简化了用户的密钥管理，也减轻了第三方审计者的审计负担。安全证明和安全试验表明NaEPASC是一种安全、高效的完整性验证机制。

关键词组：云计算；基于身份的；数据安全；完整性；公开审计

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