近日,B组林文伟教授团队与丘成桐院士合作在SIAM Journal on Imaging Science (Vol. 18, No. 2, 2025) 上发表题为“n-Dimensional Volumetric Stretch Energy Minimization for Volume-/Mass-Preserving Parameterizations with Applications”的研究论文。中心谭忠恒博士为本文的第一作者,李铁香教授为通讯作者。

       该研究提出了一种统一的n维体拉伸能量(n-VSE)模型,旨在实现高维流形到标准空间(如单位球)的保体积或保质量映射。作者在理论上证明了n-VSE的下界,并指出 n-VSE达到该下界与映射是保质量的等价,为n维保质量映射的计算奠定了基础。同时,论文给出了n-VSE的离散形式,通过构造带有改进余切权重的拉普拉斯矩阵表示离散能量,使其适用于实际计算。为此,作者设计了高效的n-VSE最小化(n-VSEM)算法,将整体问题分为边界带约束子问题与内部无约束子问题分别求解,适用于多维几何体的参数化、配准和形变。数值实验表明,该算法在三维和四维情况下均能实现高精度、低失真的保体积映射,性能优于已有方法,具有良好的鲁棒性与广泛的应用潜力。

       该研究得到了国家自然科学基金、江苏省应用数学科学研究中心、上海数学与交叉学科研究院以及东南大学的支持。



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