基于FBM模型的信号表示方法

分形布朗运动 (FBM)信号模型是常见的描绘自然现象和物体过程的一种信号模型 .本文通过FBM模型信号增量的特性 ,提出了有别于迭代函数系统 (IFS)的信号表示方法 .实验结果表明 ,利用本文提出的信号表示方法 ,能够很好地逼近原信号 ,并弥补了IFS的不足 .

全变差噪声消除问题的半光滑牛顿法

为了达到全变差噪声消除的图像去噪目的,将去噪问题转换为优化问题。采用了结合广义最小残差法的半光滑牛顿法来解决相关优化问题,求解非对称线性方程组,进行了理论分析和实验验证,取得了将该方法与其它方法应用于1维信号、2维图像去噪实验的大量可行数据。结果表明,结合广义最小残差法的半光滑牛顿法的收敛速度比结合预处理共轭梯度法的半光滑牛顿法和交替方向乘子法更快,而且能够有效地消除噪声。

应用粒子群优化算法选择正则化参数

对正则化方法中正则参数的选择进行了研究,提出了利用粒子群优化算法获取正则参数的方法,通过数值模拟实验,对比了该方法与遗传算法,通过图像恢复实验,比较了传统正则化滤波方法和所提出的方法,实验结果表明,所提出的方法在处理不适定问题时更具有优越性,是一种实用有效的方法。

分形维数计算方法的研究

分形维数作为科学研究的重要工具之一,它是描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何体的有效工具,其计算方法已经有多种,应用领域也是十分广泛。然而,各种方法各有不同,文中就此对常用分形维数计算方法进行了系统的综合与研究,主要包括圆规法、明科斯基方法、变换方法、盒子计算方法、周长-面积法、裂缝岛屿方法、分形布朗模型法,对每种方法的含义和模型及相关的应用领域进行了阐述,并给出了其方法的计算机实现算法。

粒子群优化算法在图像边缘检测中的应用

通过分析研究传统的边缘检测方法,提出了应用粒子群优化算法对边缘检测模板系数进行优化,试验结果表明,该方法利用个体在解空间中的随机速度来调整位置,具有很强的随机性,检测结果比传统方法效果好,鲁棒性好,比其他优化算法方便,没有遗传算法交叉变异等复杂过程.

基于GPU图像去噪总变分对偶模型的并行计算

研究基于总变分(TV)的图像去噪问题,针对中央处理器(CPU)计算速度较慢的问题,提出了在图像处理器(GPU)上并行计算的方法。考虑总变分最小问题的对偶模型,建立原始变量与对偶变量的关系,采用梯度投影算法求解对偶变量。数值实验分别在GPU与CPU上进行。实验结果表明,总变分去噪模型对偶算法在GPU设备上执行的效率高于在CPU上执行的效率,并且随着图像尺寸的增大,GPU并行计算的优势更加突出。

基于总变分彩色图像恢复问题的有效算法

为改进彩色图像的恢复效果,针对数字图像在获取和传输过程中产生的图像退化问题,提出一种改进的总变分正则化模型.首先在最大后验估计的框架下,将彩色图像退化问题转化为总变分最小化问题;然后选择L1范数作为总变分模型的正则项;最后引入对偶变量,将上述问题转化为极大极小问题,利用一阶原对偶算法结合分块矩阵求逆的算法处理上述极大极小问题.实验结果表明,与交替迭代算法相比较,该算法对彩色图像进行去噪和去模糊的能力更优,实验验证了该算法的有效性和优越性.

对Frank-Wolfe算法在图像恢复中最小二乘问题的研究

在图像恢复问题中经常需要求解一个带箱约束的最小二乘问题。传统上,该问题通常先采用最速下降法求解一个无约束的最小二乘问题,然后将解投影到箱式约束中。这样一种途径得到的解是次优的。Frank-Wolfe算法是一个经典的求解带约束问题的迭代算法,其收敛速度为O(1/k)。本文采用该算法来解决图像恢复中的带箱式约束的最小二乘问题。数值结果表明,采用Frank-Wolfe算法得到的恢复图像要优于最速下降法。

基于总变分的MPEG解码算法

针对低比特MPEG图像序列出现的压缩痕迹,提出一种后处理正则化方法进行MPEG解码。首先由自适应量化得到一个原始视频DCT系数的量化区间,重建的视频序列投影到此区间内,视频是连续的静止图像,得到耦合时间维度和分离时间维度的两种总变分模型;最后利用经典的原—对偶算法求解提出来的凸优化模型,得到后处理MPEG解码视频序列。实验结果表明,总变分正则化函数能够一定程度上减轻压缩痕迹,提高解码视频的质量。

带等式约束的总变分JPEG解码算法

针对低比特JPEG图像因量化取整过程中产生的量化噪声问题,提出一种带等式约束的总变分(TV)模型。首先根据JPEG算法的量化取整得到一个量化约束和等式约束;然后选择L1范数作为数据保真项;最后利用Split Bregman算法求解TV模型得到后处理JPEG解码图像。实验结果表明,本文方法得到的解码图像优于之前的总变分方法。

由逆的三列或两列确定Toeplitz逆矩阵的一般方法

在研究Toeplitz矩阵逆的第一列和逆的其他列之间的关系的基础上 ,提出了Toeplitz矩阵逆的类LU表达形式 .在证明表示形式的正确后 ,分析了计算的复杂度 .结果表明 ,采用给定的方法只要3n或 2n个元素就可以把n×n阶Toeplitz矩阵的逆表示出来 .

图像恢复中的一种新预处理算子

在图像恢复实际模型的预条件共轭梯度法中 ,提出了一种新的预处理算子 .将新的预处理算子应用于原来的系统 ,证明了其条件数得到大大的改善 .实验结果表明 ,新的预处理算子具有很大优越性 。

基于交替迭代的均匀噪声消除算法

均匀噪声消除在数学上可以表示为一个带有无穷范数L∞约束的最小化问题,但无穷范数的不可微性会造成数值处理困难。为此,利用交替迭代算法求解该问题。引入一个凸示范性函数,根据变量分离的原则将原问题转化为2个具有解析解的最小化子问题。在此基础上,分别对不同的子问题进行求解,从而得到交替迭代公式。实验结果表明,对于一维逆热传导问题和二维逆源问题,交替迭代算法在精度和时间方面都有较好的性能提升效果。

基于L1-TV模型参数自适应的脉冲噪声去除

在医学影像、军事目标识别、网络安全、图像处理等多个领域,由于其严重的噪声干扰和大幅度信号突变,脉冲噪声问题广泛存在。针对受脉冲噪声影响的图像去噪问题,研究基于L1-TV模型去除脉冲噪声方法中的自动选取正则化参数问题。对于约束模型的求解问题,采用原对偶方法进行求解。鉴于模型中正则化参数难确定的问题,提出了一种自动求解正则化参数项的方法,减少了反复实验的次数。实验结果表明,提出的自适应选取模型中正则化参数方法具有鲁棒性,不仅能够去除图像中的脉冲噪声,而且较好地保留图像的边缘及细节信息。

早稻秧田喷施黄腐酸效果的试验研究

用田间试验方法,考察黄腐植酸对早稻秧苗素质和产量的影响。实验结果表明,早稻秧苗喷施0.2％黄腐植酸能显著提高秧苗素质,并使稻谷产量增加7.7％,统计分析达显著标准。