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介绍 计算机辅助几何设计(用CAGD)在处理几何数据集提供了数学基础。“用CAGD”这个术语是由威尔和Riesenfeld 1974年(<一个href="#B1">1一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#B5">5一个>]。的一个主要工具用CAGD样条函数。介绍了样条函数勋伯格于1967年统计数据的应用程序。从那时起,样条已被广泛用于形状设计尤其是在汽车行业,在波音飞机机身和机翼的设计公司,以及发展的卡通电影。通用汽车(General Motors)首次开发了一套计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD / CAM)系统称为DAC-I利用样条曲线和表面技术由de粗野和戈登(<一个href="#B5">5一个>]。此外,在某些应用程序中,数据可视化等需要重构的曲线或曲面测量或实验室收集的数据。这个任务可以通过使用插值或逼近方案。
用CAGD的一种保形插值是一个重要的话题,可以用来保存数据集的几何形状如积极性、凸性、单调性。例如,给予积极的数据,然后最后插值曲线或表面必须积极无处不在。任何消极意义,不可接受的。积极的一些示例数据的气体放电实验量(Brodlie和屁股<一个href="#B6">6一个>],屁股和Brodlie [<一个href="#B7">7一个>),Brodl我eet一个l。<一个href="#B8">8一个>),年代一个rfr一个z et al。<一个href="#B9">9一个>])。与此同时,monotonicity-preserving担心保护单调的数据集,即单调递增或单调递减。例如,夫妻和quasi-couples近似的统计数据和实证金融期权模型总是涉及单调数据集(<一个href="#B10">10一个>]。血尿酸患有痛风的病人也是单调的数据的一个例子。与此同时,凸性总是出现在金融和工程学等问题最优控制,非线性编程和参数估计问题。
一般来说,标准的三次埃尔米特多项式和三次样条插值函数无法产生与一种保形插值曲线或曲面的性质。因此,为了满足这个弱点,许多研究人员提出了一种保形近似和插值方法。最简单的方法之一是使用有理样条函数等多种形式的立方/立方,立方/二次立方/线性和四次/二次。这些方案提供了更多的设计参数可用于修改插值曲线或曲面。在接下来的段落中,我们提供了一些文献综述positivity-preserving插值方案。
修改后的二次谢泼德(mq)方法已广泛用于分散数据的可视化。例如,Asim et al。<一个href="#B11">11一个>,<一个href="#B12">12一个>)提高了原始mq positivity-preserving在分散数据集的方法。他们的策略是减少偏离原来的形状,同时保持积极性的最小二乘法。Brodlie et al。<一个href="#B8">8一个>)构建mq方法插入分散数据的任何维度。他们计划保存的数据曲线的积极性或表面通过迫使二次基函数是正的。他们也扩展的方法处理建模等其他类型的约束0的下界和上界1和广义约束任意函数的上下界限。但从计算结果,表明他们的计划有10%错误绑定相关的数据值。吴et al。<一个href="#B13">13一个>]讨论了positivity-preserving曲线和表面近似使用紧支撑径向基函数和插值(CSRBFs)。保存数据的积极性,优化问题需要解决。在[<一个href="#B14">14一个>,<一个href="#B15">15一个>],米ulti-quadric (MQ)函数被用作quasi-interpolation运营商和CSRBFs用于构造插值函数,保存的单调性和凸性平面数据集。
最表面一种保形插值方法构造通过扩展Casciola和吉普赛的工作<一个href="#B16">16一个>]。如今,他们的计划被称为部分混合理性bi-cubic功能。Brodlie和屁股<一个href="#B6">6一个>]构造分段立方埃尔米特interpolant<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf1">
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连续性保护积极性、单调性和凸性,分别。他们的计划需要一个或两个额外的结在间隔插入形状违反导数不存在需要修改的地方。然而,这种技术会增加数据点的总数,事实上,计算时间也会增加。
Brodlie et al。<一个href="#B8">8一个>]延长了对接和Brodlie [<一个href="#B7">7一个>]理念构建positivity-preserving方案的积极面数据在一个矩形网格。第一次偏导数的充分条件和捻度值推导,得到的值将通过高效结将有效间隔插入算法。然而,他们的计划增加了不必要的计算时间。
施密特和赫斯(<一个href="#B17">17一个>,<一个href="#B18">18一个>)派生的必要和充分条件积极理性的二次样条函数和三次样条插值的积极性。施密特(<一个href="#B19">19一个>)描述了积极,单调,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf2">
年代米我>米一个th>凸曲面插值的数据排列在矩形网格。的<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf3">
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理性的二次样条被使用,和积极性的必要条件,单调性,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf4">
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一种保形表面3 d方案积极和凸表面数据。rational bi-quadratic函数有八个参数被用来构建积极和理性interpolant单调。但他们的计划是无法产生光滑的表面以及无自由参数改变最终导致插值的表面。陈和昂<一个href="#B21">21一个>]描述了当地方案range-restricted散乱数据插值通过使用立方三角贝塞尔曲线补丁。分段插值表面是通过三个立方贝塞尔曲线的凸组合三角形补丁。的充分条件non-negativity三次贝塞尔曲线三角形的贝塞尔曲线纵坐标是派生的一个下界。梯度(一阶偏导数)在数据修改网站如果有必要,以确保non-negativity条件满足。罗和彭<一个href="#B22">22一个>)描述了<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf6">
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有理样条曲线的分段合理的凸组合三个立方贝塞尔曲线三角形补丁共享同一边界贝塞尔曲线纵坐标。non-negativity的充分条件是派生的边界贝塞尔曲线纵坐标相邻三角形和正常的衍生品的数据点。如果在任何三角形贴片non-negativity丢了,然后在数据点的梯度和正常的衍生品在节将被修改,以确保积极性得以保留。事实上,他们的主要方案还需要修改的一阶偏导数,如果发现形状违反正常的衍生品。
Piah et al。<一个href="#B23">23一个>)改善了下界的贝塞尔曲线纵坐标获得工作的陈和昂<一个href="#B21">21一个>)提出了一个替代方案是更简单,更轻松的积极条件。贝塞尔曲线的新下界纵坐标可以变得无限小比下界的贝塞尔曲线纵坐标(<一个href="#B21">21一个>]。一些数值结果显示替代方案的能力。他们的方案的主要缺点是,实际的一阶偏导数需要调整是否违反了积极性在每个三角片。侯赛因和侯赛因<一个href="#B24">24一个>)构建积极分散使用有理三次样条插值的数据定义的side-vertex方案。
Saaban et al。<一个href="#B25">25一个>)构建positivity-preserving方案通过使用五次三角贝塞尔曲线补丁。表面是由使用凸组合由三个地方五次三角贝塞尔曲线补丁。他们实现该方法利用降雨收集的数据在不同气象站在西马来西亚(半岛)。
侯赛因et al。<一个href="#B26">26一个>,<一个href="#B27">27一个>]扩展rational四次样条的应用程序由小王和褐色(<一个href="#B28">28一个>保持积极性,约束数据,和凸性。理性interpolant的视充分条件来满足一种保形性质。这是证明了女眷et al。<一个href="#B29">29日一个>),他们可能不充分条件成功地产生积极和凸插值曲线在整个给定的时间间隔。
刘等人。<一个href="#B30">30.一个>)描述了一种新的二元理性四次样条(四次/二次)的积极性,monotonicity-preserving插值。rational bi-quartic花键有四个参数,积极性和单调性的充分条件是派生的所有参数。因此,没有免费的形状参数修改。他们的性能相比方案对侯赛因和Sarfraz [<一个href="#B31">31日一个>]positivity-preserving插值。没有错误的测量结果证明了该方案的优越性。汉(<一个href="#B32">32一个>,<一个href="#B33">33一个>]讨论了理性的四次样条二次分母。哈琳et al。<一个href="#B29">29日一个>,<一个href="#B34">34一个>,<一个href="#B35">35一个>)构造一个新的理性四次样条(四次/二次)和三个形状参数修改。卡里姆et al。<一个href="#B31">31日一个>,<一个href="#B36">36一个>,<一个href="#B37">37一个>]讨论了positivity-preserving插值和约束曲面建模通过使用rational bi-cubic与12个参数样条插值。秦et al。<一个href="#B38">38一个>)提出了一种新的方法来获得积极理性的充分条件bi-cubic样条插值。然而,他们的方法需要额外的计算时间。
在本节中,我们给一个全面审查现有positivity-preserving插值的方案。<一个href="#T1">表1一个>总结了各种一种保形插值方案的比较与我们的研究相关。
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鉴于三维数据集<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf18">
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几何平均法 第一个衍生品也可以通过使用GMM计算。鉴于2 d数据<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf26">
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o米我><米我>t米我><米我>h米我><米我>e米我><米我>r米我><米我>w米我><米我>我米我><米我>年代米我><米我>e米我><米o>,米o>米row>米td>
(米o><米n>11米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
与<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf29">
Δ米我><米row><米n>2、0米n>米row>米年代ub>
=米o><米fr一个c><米row>
f米我><米n>2米n>米年代ub>
−米o><米年代ub>
f米我><米n>0米n>米年代ub>
x米我><米n>2米n>米年代ub>
−米o><米年代ub>
x米我><米n>0米n>米年代ub>
,米o>米row>米一个th>
和
d米我><米我>n米我>米年代ub>
=米o><米row><米o>{米o><米row><米t一个ble>
0米n>米td><米td>
我米我><米我>f米我><米o>米o><米年代ub>
Δ米text><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
=米o><米n>0米n><米o>米o><米o>
o米我><米我>r米我><米o>米o><米年代ub>
Δ米text><米row><米我>
n米我><米o>,米o><米我>n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
=米o><米n>0米n><米o>米o>米row>
Δ米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>1米n>米row><米row>
(米o><米row><米n>1米n><米o>+米o><米fr一个c><米row>
h米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
h米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
)米o>米row>米row>
Δ米我><米row><米我>
n米我><米o>,米o><米我>n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row><米row>
(米o><米row><米o>−米o><米fr一个c><米row>
h米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
h米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
)米o>米row>米row>
o米我><米我>t米我><米我>h米我><米我>e米我><米我>r米我><米我>w米我><米我>我米我><米我>年代米我><米我>e米我><米o>,米o>米row>米td>
(米o><米n>12米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
与<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf30">
Δ米我><米row><米我>
n米我><米o>,米o><米我>n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
=米o><米fr一个c><米row>
f米我><米我>n米我>米年代ub>
−米o><米年代ub>
f米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
x米我><米我>n米我>米年代ub>
−米o><米年代ub>
x米我><米row><米我>
n米我><米o>−米o><米n>2米n>米row>米年代ub>
。米o>米row>米一个th>
与此同时,在室内点,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf31">
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米我>我米我><米o>=米o><米n>1、2米n><米o>,米o><米n>…米n><米o>,米o><米我>n米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米一个th>
的值,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf32">
d米我><米我>我米我>米年代ub>
预估数据
d米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米年代ubsup>
Δ米我><米row><米我>
我米我><米o>−米o><米n>1米n>米row><米row>
(米o><米row><米fr一个c>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米row><米我>
我米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
+米o><米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row>米row>
Δ米我><米我>我米我><米row><米row>
(米o><米row><米fr一个c>
h米我><米row><米我>
我米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
h米我><米row><米我>
我米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
+米o><米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row>米row>
。米o>米row><米年代pace width="5em">
(米o><米n>13米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
使用这个选择的优点的值<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf33">
d米我><米我>我米我>米年代ub>
总是积极的。此法适用于单调递增的数据。
理性的四次样条插值 给定标量数据集<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf34">
{米o><米row><米row><米o>
(米o><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>,米o><米我>我米我><米o>=米o><米n>0、1、2米n><米o>,米o><米n>。。米n><米我>n米我>米row><米o>
}米o>米row>米row>
在哪里<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf35">
x米我><米n>0米n>米年代ub>
<米o><米年代ub>
x米我><米n>1米n>米年代ub>
<米o><米n>…米n><米o><米o><米年代ub>
x米我><米我>n米我>米年代ub>
和一阶导数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf36">
d米我><米我>我米我>米年代ub>
在各自的观点。然后,rq方案有三个形状控制参数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf37">
α米我><米我>我米我>米年代ub>
>米o><米n>0米n><米o>,米o><米年代ub>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
>米o><米n>0米n><米o>米o>米row>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf38">
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
≥米o><米n>0米n><米o>米o><米o>
在间隔是由(<一个href="#B29">29日一个>,<一个href="#B34">34一个>,<一个href="#B35">35一个>]
年代米text><米row><米o>
(米o><米text>x米text><米o>)米o>米row><米o>=米o><米fr一个c><米row>
P米text><米text>我米text>米年代ub>
(米o><米text>θ米text><米o>)米o>米row>米row>
问米text><米text>我米text>米年代ub>
(米o><米text>θ米text><米o>)米o>米row>米row>
,米o><米年代pace width="5em">
(米o><米n>14米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
在哪里
P米我><米我>我米我>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
4米n>米年代up>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
3米n>米年代up>
θ米我><米年代ub>
一个米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
2米n>米年代up>
θ米我><米n>2米n>米年代up>
B米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米年代up>
θ米我><米n>3米n>米年代up>
C米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代up>
θ米我><米n>4米n>米年代up>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
f米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
问米我><米我>我米我>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代ub>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
2米n>米年代up>
+米o><米年代ub>
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米我>
θ米我><米o>+米o><米年代ub>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
θ米我><米n>2米n>米年代up>
,米o>米row>米一个th>
与<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf39">
h米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
−米o><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf40">
Δ米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米fr一个c><米row>
f米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
−米o><米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf41">
θ米我><米o>=米o><米fr一个c><米row>
x米我><米o>−米o><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
。
rq方案中定义<一个href="#e14">Eq。14一个>给出了C<年代up>1年代up>连续性的结和满足下列条件:
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o>米row>米td>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米年代ub>
f米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米text>米text>
,米o>米row>米td>
年代米我><米row><米row>
(米o><米n>1米n><米o>)米o>米row>米row>
(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米年代ub>
d米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o>米row>米td>
年代米我><米row><米o>(米o><米n>1米n><米o>)米o>米row>米年代up>
(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米年代ub>
d米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
。米o>米row>米td>
(米o><米n>15米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
从<一个href="#e15">Eq。15一个>一些推导后,未知<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf42">
一个米text><米text>我米text>米年代ub>
,米o><米o>米o><米年代ub>
B米text><米text>我米text>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf43">
C米我><米我>我米我>米年代ub>
给出了(<一个href="#B34">34一个>]
一个米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>2米n><米年代ub>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代ub>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
d米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o>米td>米tr>
B米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米年代ub>
f米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
+米o><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米年代ub>
f米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o>米td>米tr>
C米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>2米n><米年代ub>
α米我><米我>我米我>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米我>我米我>米年代ub>
)米o>米row><米年代ub>
f米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
+米o><米年代ub>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
d米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
。米o>米td>米tr>
(米o><米n>16米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
部分混合理性Bi-Quartic样条插值 我们构建一个新的理性bi-quartic花键部分混合方案的基础上Casciola和吉普赛<一个href="#B16">16一个>]。有四个在每个矩形域的边缘曲线网络。<一个href="#F1">图1一个>显示部分混合理性的安排bi-quartic样条插值在矩形域。
与
F米我><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米t一个ble>
0米n>米td><米td>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row>米row>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row>米row>
)米o>米row><米o>,米o>米row>米td>
一个米我><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米t一个ble>
−米o><米n>1米n>米row>米td>
一个米我><米n>0米n>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row>米row>
一个米我><米n>1米n>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row>米row>
]米o>米row><米o>,米o>米row>米td>
B米我><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米t一个ble>
−米o><米n>1米n>米row>米td>
b米我><米n>0米n>米年代ub>
(米o><米我>φ米我><米o>)米o>米row>米row>
b米我><米n>1米n>米年代ub>
(米o><米我>φ米我><米o>)米o>米row>米row>
]米o>米row><米o>,米o>米row>米td>
在哪里
一个米我><米n>0米n>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
2米n>米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>+米o><米n>2米n><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>,米o><米年代ub>
一个米我><米n>1米n>米年代ub>
(米o><米我>θ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
θ米我><米n>2米n>米年代up>
(米o><米row><米n>3米n><米o>−米o><米n>2米n><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>,米o><米年代ub>
b米我><米n>0米n>米年代ub>
(米o><米我>φ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
2米n>米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>+米o><米n>2米n><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>,米o><米年代ub>
b米我><米n>1米n>米年代ub>
(米o><米我>φ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
φ米我><米n>2米n>米年代up>
(米o><米row><米n>3米n><米o>−米o><米n>2米n><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>,米o>米row>米td>
θ米我><米o>=米o><米fr一个c><米row>
x米我><米o>−米o><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
h米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米o>米o><米o>
φ米我><米o>=米o><米fr一个c><米row>
y米我><米o>−米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
h米我><米o>^米o>米over>
j米我>米年代ub>
,米o><米o>米o><米o>
和
h米我><米我>我米我>米年代ub>
=米o><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
−米o><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米o>米o><米o>
h米我><米o>^米o>米over>
j米我>米年代ub>
=米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
−米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
。米o>米row>米一个th>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>,米o><米我>年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row><米o>,米o><米我>年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf58">
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
是理性的四次函数中定义<一个href="#e18">方程(18)- (21)一个>安排在边缘的矩形域<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf59">
(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
]米o>米row><米o>×米o><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
]米o>米row><米o>,米o><米我>我米我><米o>=米o><米n>01米n><米o>,米o><米n>…米n><米o>,米o><米我>n米我><米o>−米o><米n>1米n><米o>;米o><米o>米o><米我>
j米我><米o>=米o><米n>01米n><米o>,米o><米n>…米n><米o>,米o><米我>米米我><米o>−米o><米n>1米n>米row>米一个th>
(见<一个href="#F1">图1一个>)。他们被定义为
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米fr一个c><米row>
∑米o>米年代tyle><米row>
我米我><米o>=米o><米n>0米n>米row><米n>4米n>米年代ubsup>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
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β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
)米o>米row><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
−米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
h米我><米o>^米o>米over>
j米我>米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row><米我>
y米我>米年代ubsup>
,米o>米row>米td>
问米我><米n>4米n>米年代ub>
(米o><米我>φ米我><米o>)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
2米n>米年代up>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
+米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
φ米我><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>+米o><米年代up>
φ米我><米n>2米n>米年代up>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
。米o>米row>米td>
的偏导数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf60">
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row><米我>
x米我>米年代ubsup>
和<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf61">
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row><米我>
y米我>米年代ubsup>
估计使用一个mm在吗<一个href="#e4">方程(4)一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#e10">(10)一个>。
局部控制形状属性分析 提出理性bi-quartic样条所定义的<一个href="#e17">Eq。17一个>具有局部控制属性。一些观测可以如下:
1)该方案是对称的,即,the年代urface can be constructed either in x and y directions or in y and x directions. This is one of the main properties in CAGD.
2)当参数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf62">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米o>米o><米年代ub>
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
=米o><米o>米o><米o>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n><米o>,米o><米o>米o><米o>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米o>米o><米年代ub>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米o>米o><米o>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米o>米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n>米row>米一个th>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf63">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>2米n>米row>米一个th>
,部分混合理性bi-quartic花键<一个href="#e17">Eq。17一个>减少到一个标准bi-quartic多项式花键。通常,在这种情况下,产生的表面不是一种保形插值。
3)当<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf64">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米我>∞米我><米o>米o>
或<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf65">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米n>0米n><米o>,米o><米o>米o>米row>
定义的部分混合理性bi-quartic花键<一个href="#e17">Eq。17一个>减少到一个双线性的表面,即。,fl一个t年代urface, since all four curve networks are reduced to a straight line (see [<一个href="#B34">34一个>):
lim米我>米row><米row>
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>→米o><米我>∞米我>米row>米年代ub>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米under>
lim米我>米row><米row>
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米年代ub>
β米我><米我>我米我>米年代ub>
→米o><米n>0米n>米row>米年代ub>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米我>j米我>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
+米o><米我>θ米我><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
。米o>米row><米年代pace width="5em">
(米o><米n>22米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
同样,我们可以获得以下的观察:
lim米我>米row><米row>
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>→米o><米我>∞米我>米row>米年代ub>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米under>
lim米我>米row><米row>
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
→米o><米n>0米n>米row>米年代ub>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米年代ub>
y米我><米row><米我>
j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
)米o>米row><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>θ米我>米row><米o>
)米o>米row><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
+米o><米我>θ米我><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米年代pace width="5em">
(米o><米n>23米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
lim米我>米row><米row>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米我>∞米我>米row>米under>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>=米o><米under>
lim米我>米row><米row>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米n>0米n>米row>米under>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米我>我米我>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
+米o><米我>φ米我><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米年代pace width="5em">
(米o><米n>24米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
lim米我>米row><米row>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米我>∞米我>米row>米under>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>=米o><米under>
lim米我>米row><米row>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
→米o><米n>0米n>米row>米under>
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米年代ub>
x米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>=米o><米row><米o>(米o><米row><米n>1米n><米o>−米o><米我>φ米我>米row><米o>
)米o>米row><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
+米o><米我>φ米我><米年代ub>
F米我><米row><米我>
我米我><米o>+米o><米n>1米n><米o>,米o><米我>j米我><米o>+米o><米n>1米n>米row>米年代ub>
。米o><米年代pace width="5em">
(米o><米n>25米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
基于<一个href="#e22">方程(22)一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#e25">(25)一个>,我们得出结论,最后是一个双线性插值表面表面。
定理1。部分混合理性bi-quartic样条插值中定义<一个href="#e17">Eq。17一个>是C<年代up>1年代up>各地连续提供所有自由参数是积极的。
定理2。提出理性bi-quartic样条插值得到<一个href="#e17">Eq。17一个>是一种保形提供,所有四个曲线网络中定义<一个href="#e18">方程式。一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#e21">21一个>是一种保形。
定理3。部分混合理性bi-quartic花键<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf66">
年代米我><米row><米o>(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row>米row>
定义为<一个href="#e17">Eq。17一个>是一个<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf67">
C米我><米n>1米n>米年代up>
- - - - - -米o>米row>米一个th>
连续degree-nine分段合理的表面分子和学位(学位七两个分母)。定理的证明可以获得1 - 3研究的概括命题3 Casciola和吉普赛<一个href="#B16">16一个>]。的beh一个vior of local control of the proposed partially blended rational bi-quartic spline based on the observations given in<一个href="#e21">方程(21)一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#e25">(25)一个>示例1中给出。
例1。数据截断小数点后五位(以下函数<一个href="#B50">50一个>]:
F米我><米n>1米n>米年代ub>
(米o><米row><米我>x米我><米o>,米o><米我>y米我>米row><米o>
)米o>米row><米o>=米o><米年代up>
e米我><米row><米o>−米o><米row><米o>(米o><米row><米年代up>
x米我><米n>2米n>米年代up>
+米o><米年代up>
y米我><米n>2米n>米年代up>
)米o>米row><米o>/米o><米n>15米n>米row>米年代up>
(米o><米row><米我>罪米我><米row><米o>(米o><米我>x米我><米o>)米o>米row><米o>+米o><米我>因为米我><米row><米o>(米o><米我>y米我><米o>)米o>米row>米row>
)米o>米row><米o>+米o><米n>0.33米n><米o>,米o><米o>米o><米o>
0米n><米o>≤米o><米我>x米我><米o>,米o><米我>y米我><米o>≤米o><米n>6米n><米o>。米o>米row><米年代pace width="5em">
(米o><米n>26米n><米o年代tretchy="false">
)米o>米一个th>
图2一个>显示数据的插值曲面通过使用该方案中列出<一个href="#T2">表2一个>。
图2一个一个>显示了插值曲面<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf68">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n><米o>,米o><米o>米o><米o>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n>米row>米一个th>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf69">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>2。米n>米row>米一个th>
与此同时,<一个href="#F2">图2 b一个>显示的表面<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf70">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n><米o>,米o><米o>米o><米o>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1米n>米row>米一个th>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf71">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>50。米n>米row>米一个th>
很明显,表面是双线性或持平。可以看到类似的效果<一个href="#F2">图2 c一个>,即,当<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf72">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>0.01米n><米o>,米o><米o>米o><米o>
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>0.01米n>米row>米一个th>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf73">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米年代ub>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
=米o><米n>1。米n><米o>米o>米row>
与此同时,<一个href="#F2">图2 d一个>显示插值表面时的行为<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf74">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf75">
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米text>
和米text><米o>米o>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
成为一个更大的数字,即。,等于50。最后,<一个href="#F2">图2 e一个>显示表面当<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf76">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
和米text><米o>米o>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
成为一个小的数,即,等于0.005。
此外,不能消极,因为插值曲面的参数将会成为一个理性的表面,即。波兰人在表面。这将导致表面的不连续性。这个事实中可以看到<一个href="#F3">图3一个>。因此,参数仅局限于持有积极的价值。这是符合现有的作品如卡里姆et al。<一个href="#B36">36一个>,阿巴斯et al。<一个href="#B50">50一个>,<一个href="#B51">51一个>),侯赛因和阿里<一个href="#B37">37一个>),侯赛因和侯赛因<一个href="#B40">40一个>),田et al。<一个href="#B41">41一个>],年代一个rfr一个z et al。<一个href="#B9">9一个>]。
最后,作为参数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf77">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf78">
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米text>
和米text><米o>米o>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
增加了,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf79">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
和米text><米o>米o>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
是固定的,我们发现rational interpolant是稳定的,即,产生表面几乎是相同的。与此同时,随着参数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf80">
γ米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
和米text><米o>米o>
γ米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
继续增加,参数<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf81">
α米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米年代ub>
β米我><米row><米我>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf82">
α米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
,米o><米o>米o><米text>
和米text><米o>米o>
β米我><米o>^米o>米over>
我米我><米o>,米o><米我>j米我>米row>米年代ub>
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结合在不平等的条件<一个href="#e31">31方程式。一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -<一个href="#e36">36一个>让我们下列条件:
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然后从<一个href="#e30">30方程式。一个>,<一个href="#e37">37一个>,积极性的充分条件的所有四个曲线网络<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf120">
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得到了。这就完成了证明。的年代ufficient conditions in<一个href="#e27">Eq。27一个>可以写成
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>米o><米我米一个thvariant="normal">
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定理5。积极的部分混合理性bi-quartic花键<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf122">
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连续degree-nine分段理性与positivity-preserving表面性质对积极的数据集。
证明年代trong>。这是一个从定理3。的follow在g algorithm can be used to implement the proposed positivity-preserving interpolation.
算法1
输入:年代trong>严格正的数据点<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf124">
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输出:年代trong>积极的插值和RMSE表面R <年代up>2年代up>值。
步骤1:年代trong>计算偏导数值<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf126">
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通过使用数字技术,即。,一个mm。
步骤2:年代trong>选择合适的积极自由参数的值<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf127">
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通过使用<年代trong>定理4年代trong>。
步骤3:年代trong>构建积极的表面通过替换所有必需的参数部分混合理性bi-quartic样条函数<一个href="#e17">Eq。17一个>。
重复步骤2和3,生成不同的积极面通过不同的积极的数据集。
结果与讨论 我们测试该方案通过使用两个积极的数据集。示例2使用相同的数据如示例1。所有的计算、仿真和图形结果通过使用MATLAB版本2019安装在Windows AMD Ryzen 3 2200 g Radeon织女星图形3.50 GHz。作为验证,我们计算RMSE和R <年代up>2年代up>值和比较结果与卡里姆et al。<一个href="#B36">36一个>和阿巴斯et al。<一个href="#B50">50一个>]。
例2。积极的数据截断小数点后五位(以下函数<一个href="#B50">50一个>]:
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图6一个>显示了默认bi-quartic埃尔米特积极的数据给出了样条<一个href="#T4">表4一个>。<一个href="#F6">图6 b, C一个>显示xz-view和yz-view<一个href="#F6">图6一个>,分别。<一个href="#F6">图6 d一个>显示了使用positivity-preserving提出理性bi-quartic花键<我nl在e- - - - - -for米ula id="inf130">
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。与此同时,<一个href="#F6">图6 e, F一个>显示xz-view和yz-view<一个href="#F6">图6 d一个>,分别。<一个href="#F6">图6克一个>显示的其他视图<一个href="#F6">图6 d一个>。显然,插值曲面是积极的在整个给定间隔。与此同时,<一个href="#F6">图6 h,我一个>显示出积极的插值表面使用卡里姆et al。<一个href="#B36">36一个>和阿巴斯et al。<一个href="#B50">50一个>)计划。
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