[发明专利]一种基于多核架构的计算凸壳的并行算法

权利要求书

1.一种基于多核架构的计算凸壳的并行算法，其特征在于包括以下步骤：

（1）找到初始点集合的初始不完全凸壳，其各边用逆时针方向的有向边表示；

（2）根据初始不完全凸壳对点集合进行分类，找出各条有向边的所有外点；

（3）迭代地并行地生长初始不完全凸壳中的每一条有向边；

（4）删除最终所得凸壳上的非凸壳顶点。

2.根据权利要求1所述的基于多核架构的计算凸壳的并行算法，其特征在于，所述步骤（1）的实现方法是：找到沿x坐标、y坐标方向的四个极值点，删除这四个点中相同的点，剩余的点按逆时针方向围成的凸多边形即为初始不完全凸壳，记为LPBCH(S)。

3. 根据权利要求1所述的基于多核架构的计算凸壳的并行算法，其特征在于，所述步骤（2）的实现方法是：定义行列式                                                                 的值为点P(x, y)到向量P₁P₂（P₁(x₁, y₁)、P₂(x₂, y₂)）的颜氏距离，将与初始不完全凸壳的各条有向边的颜氏距离大于0的所有点加入到该有向边的外点集合中，删除点集合中那些不在任何一条有向边右侧的点。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基于多核架构的计算凸壳的并行算法，其特征在于，所述步骤（3）的实现方法是：对于不完全凸壳边链中的每一条有向边P_iP_i+1并行地进行迭代生长，所述迭代生长的过程为：

（a）若有向边P_iP_i+1的外点集合为空，则返回空点列；

（b）从有向边P_iP_i+1的外点集合中找出到该有向边的颜氏距离最大的点P，该点P必为点集的凸壳点；

（c）连接点P_i和点P，点P和点P_i+1，生成两条新的有向边P_iP和PP_i+1，对原有向边P_iP_i+1的外点集合按有向边P_iP和PP_i+1重新分类，分别得到有向边P_iP和有向边PP_i+1各自的外点集合；

（d）若有向边P_iP_i+1的外点集合中点的数量不大于MAXGROW的2倍，则转步骤（f）；

（e）并行地迭代生长有向边P_iP和PP_i+1分别得到点列L₁和L₂，令点列L={P_i}∪L₁∪{P}∪L₂∪{P_i+1}，转步骤（j）；

（f）定义链表E来存储若干有向边，将P_iP和PP_i+1插入E；

（g）对于E中的每条有向边e，若其外点集合不为空，则按照（b）（c）两步的方法得到两条新的有向边e₁和e₂，以及 e₁和e₂的外点集合；从E中删除e，并在原来e的位置插入e₁和e₂，其中e₁与e的起点相同；

（h）若（g）中任意一条新生成的有向边的外点集合不为空，则转步骤（g）；

（i）删除E中第一条有向边，并令L为由E中各有向边的起点排列而成的点列；

（j）将点列L作为结果返回；

其中，（d）中的MAXGROW是进行并行、串行选择的阈值。

5.根据权利要求1所述的基于多核架构的计算凸壳的并行算法，其特征在于，所述步骤（4）的实现方法是：依次遍历步骤(3)得到的凸多边形点列中的每一点，设P为当前遍历点，R为P的前驱，Q为P的后继，如果R、P、Q三点共线，就从凸多边形点列中删除点P；经过对凸多边形点列的一次遍历，删除所有非凸壳顶点的点。