علوم و فناوریهای پدافند نوین

علوم و فناوریهای پدافند نوین

یک الگوریتم تقریبی جدید برای مسئله کوچکترین دایره مرزی با پیچیدگی زمانی خطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استادیار، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران
چکیده
در این مقاله، به بررسی مسئله‌ کوچکترین دایره مرزی می‌پردازیم که یکی از مهمترین مسائل در زمینه مکان‌یابی و هندسه محاسباتی است و کاربردهای متعددی در زمینه‌های مختلفی مانند بینایی ماشین، گرافیک کامپیوتری، تشخیص برخورد و رباتیک دارد. مسئله کوچکترین دایره مرزی به دنبال پیدا کردن کوچکترین دایره‌ای است که بتواند مجموعه معینی از n نقطه در یک صفحه دو بعدی را محصور کند. در این مقاله، یک الگوریتم جدید 1/41- تقریب با پیچیدگی زمانی O(n) برای حل مسئله‌ کوچکترین دایره مرزی ارائه می‌دهیم که جوابی را تضمین می‌کند که حداکثر 1/41 برابر اندازه دایره مرزی بهینه است. تا آنجایی که نویسندگان اطلاع دارند، این نتیجه بهترین ضریب تقریب ثابت در یک الگوریتم تقریبی با زمان اجرای خطی برای این مسئله است. نتایج پیاده‌سازی تجربی الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم دقیق بر روی داده‌های تصادفی با توزیع‌های مختلف نشان می‌دهد که الگوریتم تقریبی پیشنهادی در اکثر موارد نتیجه‌ای نزدیک به بهینه ارایه می‌دهد و میانگین نسب بهینگی آن به ازای داده‌های مورد بررسی1/095 است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A new approximation algorithm for the smallest enclosing circle problem with linear time complexity

نویسنده English

Mahdi Imanparast
Assistant Professor, University of Bojnord, Bojnord, Iran
چکیده English

In this article, we examine the smallest enclosing circle problem, which is one of the most important problems in facility location and computational geometry that has numerous applications in various fields such as machine vision, computer graphics, collision detection, and robotics. The smallest enclosing circle problem seeks to find the smallest circle that can enclose a given set of n points in a two-dimensional plane. In this article, we present a new 1.41-approximation algorithm with time complexity of O(n) for solving the smallest enclosing circle problem that guarantees a solution that is at most 1.41 times of the optimal enclosing circle. To the best of the authors' knowledge, this result is the best fixed approximation factor in a linear time approximation algorithm for this problem. The results of the experimental implementation of the proposed algorithm compared to the exact algorithm on random data with different distributions show that the proposed approximation algorithm provides a close to optimal result in most cases, and its average optimality ratio for the data under study is 1.095.

کلیدواژه‌ها English

smallest enclosing circle
approximation algorithm
facility location
computational geometry
time complexity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 دی 1404

  • تاریخ دریافت 02 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 06 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 25 آذر 1404
  • تاریخ انتشار 08 دی 1404