This paper studies the polynomial basis that generates the smallest $n$-simplex enclosing a given $n^{\text{th}}$-degree polynomial curve in $\mathbb{R}^n$. Although the Bernstein and B-Spline polynomial bases provide feasible solutions to this problem, the simplexes obtained by these bases are not the smallest possible, which leads to overly conservative results in many CAD (computer-aided design) applications. We first prove that the polynomial basis that solves this problem (MINVO basis) also solves for the $n^\text{th}$-degree polynomial curve with largest convex hull enclosed in a given $n$-simplex. Then, we present a formulation that is independent of the $n$-simplex or $n^{\text{th}}$-degree polynomial curve given. By using Sum-Of-Squares (SOS) programming, branch and bound, and moment relaxations, we obtain high-quality feasible solutions for any $n\in\mathbb{N}$, and prove (numerical) global optimality for $n=1,2,3$ and (numerical) local optimality for $n=4$. The results obtained for $n=3$ show that, for any given $3^{\text{rd}}$-degree polynomial curve in $\mathbb{R}^3$, the MINVO basis is able to obtain an enclosing simplex whose volume is $2.36$ and $254.9$ times smaller than the ones obtained by the Bernstein and B-Spline bases, respectively. When $n=7$, these ratios increase to $902.7$ and $2.997\cdot10^{21}$, respectively.


翻译:本文研究生成最小美元值的多元值基础 。 虽然 Bernstein 和 B- Spline 多元值基础为这一问题提供了可行的解决方案, 但这些基础获得的简单值并非最小值, 导致许多 CAD( 计算机辅助设计) 应用程序产生过于保守的结果 。 我们首先证明, 解决这个问题的多元值基础( MINVO 基础) 也解决了美元值( 美元值) 的美元值 。 虽然 Bernstein 和 B- Spline 多元值基础为 这个问题提供了可行的解决方案 。 虽然 Bernstein 和 B- Spline 多边基点提供了可行的解决方案, 但是, 这些基点不是$- sopexexx 或 $n_ text{ $} 美元值。 通过使用 Sum- 方程( SOS) 程序、 分支和约束, 以及瞬间放松, 我们为任何 美元值( Nin\ x% 美元值) 的硬值、 硬度 硬度 基点( $ n\ n= 美元值) 最高值、 美元值 美元值 美元值= 美元值 美元值、 美元值 美元值 美元值 美元值 美元值 美元值) 最高值( 美元值) 最高值) 、 最高值、 最高值 美元值 美元值、 美元值 美元值 美元值、 美元值、 美元值 最高值 美元、 美元值 最高值 最高值 美元、 美元、 美元、 美元、 美元值 美元值、 美元、 美元值、 美元值 美元值、 和 美元值 美元 美元 美元值 美元值 美元值 美元 美元值 美元值 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元值) 美元、 最高值、 美元、 美元、 美元、 美元 美元 美元 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 美元、 最值、美元

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
79+阅读 · 2021年7月31日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
lightgbm algorithm case of kaggle(上)
R语言中文社区
8+阅读 · 2018年3月20日
RF(随机森林)、GBDT、XGBoost面试级整理
数据挖掘入门与实战
7+阅读 · 2018年2月6日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
算法|随机森林(Random Forest)
全球人工智能
3+阅读 · 2018年1月8日
[DLdigest-8] 每日一道算法
深度学习每日摘要
4+阅读 · 2017年11月2日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
4+阅读 · 2018年3月14日
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
lightgbm algorithm case of kaggle(上)
R语言中文社区
8+阅读 · 2018年3月20日
RF(随机森林)、GBDT、XGBoost面试级整理
数据挖掘入门与实战
7+阅读 · 2018年2月6日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
算法|随机森林(Random Forest)
全球人工智能
3+阅读 · 2018年1月8日
[DLdigest-8] 每日一道算法
深度学习每日摘要
4+阅读 · 2017年11月2日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员