一种不完全投影图像重建的快速迭代算法

为了保证不完全投影数据的重建图像质量,同时提高重建速度,提出了一种基于共轭梯度法的快速迭代算法.通过实时获取投影矩阵分量,以固定步长替代共轭梯度法中一维搜索最优迭代步长,在确保质量的同时缩短重建时间.利用模拟投影数据和实际导弹断层扫描数据进行图像重建,结果表明,与卷积反投影和代数重建法相比,此算法特别适用于扇形扫描的不完全投影数据的图像重建,在保证重建图像拟合度的同时,大大提高了重建速度.

改进的二维最小交叉熵阈值分割快速迭代算法

基于灰度级-平均灰度级直方图的现有二维交叉熵阈值分割法的分割结果不够准确,计算最佳阈值时需搜索整个解空间,因而效率不高.针对这一问题,提出一种基于灰度-梯度共生矩阵的二维最小交叉熵阈值选取快速迭代算法,推导了相关的公式.对典型测试图像进行了大量实验,并与基于灰度级-平均灰度级直方图的方法在分割结果及运行时间上作了比较,结果表明所提出的算法分割结果更加精确,且计算最佳阈值时只需遍历其中一小部分解空间,运行时间减少到5%左右.

二维直方图区域斜分Otsu阈值分割的快速迭代算法

鉴于现有的基于二维直方图区域直分的阈值选取方法中存在明显的错分,提出了一种新的二维直方图区域斜分方法,导出了基于二维直方图区域斜分的Otsu法的快速迭代算法。在实验结果中给出了分割结果和运行时间,并与基于二维直方图直分的Otsu原始算法及其他两种快速算法进行了比较。结果表明所提出的快速迭代算法,使分割后的图像内部区域均匀,边界形状准确,有稳健的抗噪性,同时运行时间大幅减少。

基于二维Arimoto灰度熵的图像阈值分割快速迭代算法

现有的Arimoto熵阈值法仅依赖于灰度直方图分布,且计算最佳阈值时需搜索整个解空间,效率不高.为此,文中提出了一种二维Arimoto灰度熵阈值分割的快速迭代算法.首先,提出了一维Arimoto灰度熵阈值选取的快速迭代算法;然后,考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,导出了基于灰度-平均灰度级直方图的Arimoto灰度熵阈值法,并给出了中间变量的快速递推公式;最后,提出了二维Arimoto灰度熵阈值选取的快速迭代算法,推导了相应的公式,大大减少了运算量.实验结果表明,文中所提算法运行速度快,分割性能优于现有的5种同类阈值分割算法,分割后图像中的目标完整,边缘纹理清晰,细节更为丰富.

一种边界元分析接触问题的快速迭代算法

弹性摩擦接触问题的接触状态和接触应力的分析需要进行迭代，迭代过程是很费机时的．采用一种快速迭代算法进行迭代计算，其迭代的计算机CPU时间约为常用迭代方法时间的1／10左右．

图像压缩感知的双收缩快速迭代算法

针对传统图像压缩感知重构算法重构质量差及时间复杂度大的问题,提出一种双收缩快速迭代算法。通过引入阈值和正则化参数的双收缩,逐步迭代恢复图像信号,以加快收敛速度,改善重构质量。仿真结果表明,与传统阈值迭代算法相比,该算法重构图像的峰值信噪比较高,在低采样率下运行时间较少。

快速迭代算法在理正桩基共同作用中的应用

针对基础共同作用分析中所面临的计算耗时较大的问题,提出了能使计算速度获得较大提高的快速迭代算法。该算法以"地基柔度矩阵对角化"方法为基础,计算结果与理论解相近,并可用于考虑地基极限承载力的非线性分析。计算实例验证了该算法的有效性。

基于FCM及快速迭代收缩阈值算法的平面ECT图像重建

为提高平面阵列电容成像系统的成像精度,提出一种基于模糊C均值聚类(FCM)进行数据优化的快速迭代收缩阈值算法(FISTA)。根据平面阵列电容数据的特点,首先利用FCM算法对测量电容值进行分类,保留有效电容值,实现电容向量降维;然后利用离散小波基(DWT)对灰度值进行稀疏表示,并建立L1正则化模型,采用FISTA进行求解,以实现图像重建;最后将FCM处理后的电容值分别用于Landweber算法、Tikhonov算法进行重建对比。仿真与实验结果表明,该算法重建图像的平均相对误差约为0.0527,平均相关系数约为0.9422,均优于其它算法,且重建图像伪影较少,更接近真实情况;因此,所提算法具有更好的重建效果。。

快速迭代反卷积算法的超分辨性能分析

传统观念认为，扫描体制下的实孔径雷达方位分辨力决定于3dB波束宽度，这使得雷达难以从方位上区分同一波束内的两个等距目标。迭代反卷积算法是一种简单实用的超分辨算法，为分析迭代反卷积算法的超分辨性能，文章对线性迭代算法和P阶决速迭代算法进行了比较并对此做了仿真实验。仿真实验表明，P阶快速迭代反卷积算法的超分辨效果较佳，而且需要的迭代次数较少。

一种基于GPS载波单差相位的鲁棒快速迭代定姿算法

针对基于GPS载波单差相位的迭代定姿算法对初值敏感的事实,研究了一种对初值鲁棒的快速迭代定姿算法.基于载波单差相位观测的姿态确定可以归结为一个带约束的参数优化问题.通过拉格朗日乘子法求解该优化问题将参数优化问题转化为一个微分方程的数值积分问题.采用特征向量迭代算法确定迭代初始点,再由4阶龙格库塔算法迭代求解该微分方程得到了快速收敛的迭代定姿算法.在不同天线布局、初值条件下对该算法进行了仿真,仿真结果表明天线布局和初值对算法的收敛精度影响不大.同其它迭代算法进行了对比,结果表明在相同条件下本算法可更快收敛.

基于贪婪-快速阈值迭代的SAR地面动目标稀疏表征算法

合成孔径雷达地面动目标成像(Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Imaging,SAR-GMTIm)技术通过在静止场景的SAR图像中检测运动目标响应,实现针对运动目标的重聚焦成像。通常情况下,地面运动目标回波响应相对于静止场景的回波(即杂波)具有较强的稀疏性,增强SAR-GMTIm成像结果的稀疏特征有利于目标分类和识别。现有的一阶算法如阈值迭代算法(Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,ISTA)及其改进方法,快速阈值迭代算法(Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,FISTA)都可用于SAR-GMTIm稀疏特征增强,但都存在运算效率偏低,收敛速度较慢的问题。针对以上问题,本文提出了一种贪婪-快速阈值迭代算法(Greedy Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,Greedy FISTA)用于SAR-GMTIm稀疏特征恢复。该算法基于重启动框架对FISTA进行改进,缩短了算法重启间隔和振荡周期,拥有比FISTA更快的收敛速度。本文利用Greedy FISTA针对SAR-GMTIm的仿真复数据以及美国空军实验室的Gotcha实测雷达数据进行成像实验,并对比Greedy FISTA和FISTA、ISTA在SAR动目标成像中达到同等精度所需的迭代次数,再结合相变热力图分析法对比三种算法的恢复性能。实验结果表明Greedy FISTA应用于SAR-GMTIm系统具有良好的成像效果,且在收敛速度和稀疏信号恢复方面相较传统阈值迭代算法及快速阈值迭代算法有明显优势。

压缩感知中基于快速不动点迭代算法的研究

针对传统迭代算法在解决大规模问题时速度较慢的问题,在介绍了压缩感知中重构的基本模型以及传统不动点迭代方法(FPC)的基础上,提出了一种新的重构算法-快速不动点迭代方法(FFPC)。传统的不动点迭代方法其实是基于算子分裂的方法。为了提高去重构性能,通过引入软阈值和正则化参数的双收缩,逐步迭代恢复原始图像信号,以加快算法的收敛速度,减小重构误差,从而改善图像的重构质量。仿真结果表明,在相同的实验环境下,与传统的不动点迭代算法以及其他算法相比,快速不动点迭代算法重构图像的峰值信噪比较高,相对误差较小,在低采样率下运行时间较少,性能最优。

基于快速迭代插值多普勒频率估计的单脉冲前视成像技术

在单脉冲前视成像技术中,同分辨单元内多目标的辨识一直是单脉冲雷达的研究热点。尽管多普勒处理可以提高对前斜视多目标的分辨能力,但在真实目标数量未知、强点目标能量泄露的情况下,多普勒频率的精确估计面临巨大挑战。针对以上问题,该文在单脉冲前视成像中引入具有目标个数估计和单快拍处理能力的快速迭代插值波束形成(FIIB)算法,结合信息论准则估计目标个数,实现对多普勒频率的无偏估计。点目标仿真数值分析结果显示,FIIB对于同分辨单元内的目标数估计和参数估计性能优于调频Z变换(CZT)算法,能实现对±5°外点目标的准确估计。场景仿真和实测数据成像结果表明基于FIIB的单脉冲前视成像算法聚焦能力强,图像对比度更高,并能有效抑制背景杂波。

基于Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割

为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了基于灰度级-邻域平均灰度级直方图的Tsallis交叉熵阈值选取公式,以进一步提高分割精度,并采用递推方式计算阈值选取准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快运算速度;最后,提出了二维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法,推导出相应的公式,大大减少了运算量。大量实验结果表明,与近年来提出的4种阈值分割方法相比,本文方法在对河流遥感图像的分割效果及运行时间上均有明显优势,是河流检测与类型识别系统中可选择的一种快速有效的分割方法。

基于SIDWT和迭代自一致性的快速并行成像重建方法

为提高并行磁共振成像的重建速度,基于平移不变离散小波变换(SIDWT)和迭代自一致性并行成像重建(SPIRiT)模型,提出一种高效的重建方法fSIDWT-SPIRiT.该方法针对含有数据一致项、校正一致项和L1范数正则项的复杂优化问题,首先将数据一致项和校正一致项进行合并处理,之后利用快速投影迭代软阈值算法进行求解以实现快速并行磁共振成像重建.最后,在不同人体器官的数据集上进行测试.仿真实验结果表明:与其他方法相比,该方法能够在保证图像重建质量的同时,具有更快的收敛速度.

改进变步长快速迭代收缩阈值算法

图像复原问题是图像处理中的一项重要研究内容,解决图像复原问题,往往涉及到大量的数据集和未知信息。为了解决此类高维数据优化问题,前向后向算法提供了简洁、实用的方法。快速迭代收缩阈值算法是在前向后向算法的基础上加入了全局加速算子,一定程度上提高了算法的收敛速率。但是,快速迭代收缩阈值算法在解决最小值优化问题时,采用的是固定步长因子,限制了算法的收敛速率。针对该问题,结合Barzilai-Borwein算子提出一种改进的变步长算法。改进算法在每次迭代中利用前两步的迭代信息更新步长因子,加快了算法的收敛。将该算法应用于压缩感知和图像去噪中,数值实验结果表明:该算法改进了原算法的收敛速率。因此,改进变步长快速迭代收缩阈值算法不仅提高了算法的效率,同时提高了信号复原的信噪比。

快速迭代反卷积算法的超分辨性能优化复原图象

本文给出了一种利用快速迭代反卷积算法优化用于图象复原的约束最小二乘的空域迭代算法的有效方法。该方法在基于约束最小二乘的空域迭代方法的基础上,运用快速迭代反卷积算法所有的线性迭代算法的超分辨效果,使图象复原问题的近似解误差更小。实验结果表明运用快速迭代反卷积算法后,运用快速迭代反卷积算法后,图象复原的效果更佳,并避免了大量的复杂计算。

基于重启策略的快速迭代收缩阈值算法的荧光分子断层成像重建

提出一种改进的快速迭代收缩阈值算法(FISTA)来求解荧光分子断层成像(FMT)目标函数,并采用重启策略搜索步长,在迭代中提供合适的Lipschitz常数,从而加快FISTA的收敛速度。数值仿真实验和真实小鼠实验结果表明,与经典的FISTA对比,基于重启策略的快速迭代收缩阈值算法(R-FISTA)能够在保证FMT重建精度的同时加快重建速度。

矩阵秩极小化问题的一种快速求解算法

迭代硬阈值算法是求解矩阵秩极小化问题的一个非常有效的经典方法。但是在噪声情形下,迭代硬阈值算法往往具有较慢的收敛速度。为了有效地解决这一问题,本文设计了一种快求解矩阵秩极小化问题的快速迭代硬阈值算法。该快速算法能够在噪声情形下快速的重构低秩矩阵。仿真实验表明了所提算法的有效性。

求解图像分割模型的快速梯度投影算法

针对带约束条件的凸图像分割模型,提出一种快速数值实现算法。该算法在梯度投影算法的基础上结合了快速迭代收缩算法的加速收敛策略,利用正交投影处理不等式约束条件,避免了一般罚函数方法所带来的处罚项的不规则性;同时采用对偶方法来避免全变分项的非光滑性和高非线性性。实验结果表明了所提出算法的有效性和在收敛速度上的优越性。