Performance of global look-up table strategy in digital image correlation with cubic B-spline interpolation and bicubic interpolation

Global look-up table strategy proposed recently has been proven to be an efficient method to accelerate the interpolation, which is the most time-consuming part in the iterative sub-pixel digital image correlation （DIC） algorithms. In this paper, a global look-up table strategy with cubic B-spline interpolation is developed for the DIC method based on the inverse compositional Gauss-Newton （IC-GN） algorithm. The performance of this strategy, including accuracy, precision, and computation efficiency, is evaluated through a theoretical and experimental study, using the one with widely employed bicubic interpolation as a benchmark. The global look-up table strategy with cubic B-spline interpolation improves significantly the accuracy of the IC-GN algorithm-based DIC method compared with the one using the bicubic interpolation, at a trivial price of computation efficiency.

电液振动台加速度时域波形自适应控制策略

针对电液振动台加速度时域波形复现精度低的问题,提出了一种基于内环前馈逆补偿和外环非线性滤波的在线自适应控制策略。首先,构建了电液振动台伺服驱动机构模型,采用三状态控制策略获得了初步加速度控制性能;其次,基于多新息遗忘梯度算法辨识了三状态控制下系统参数化模型,利用零幅值跟踪技术构建了内环前馈逆补偿策略,拓展了系统频宽,降低了相位滞后误差;然后,引入了外环非线性Volterra自适应滤波算法,抑制了电液振动台模型参数偏差、非线性动态特性和不确定性扰动的影响;最后,在搭建的水平单轴电液振动台上开展了时域波形复现对比实验。结果表明,提出的自适应控制策略与传统策略相比具有更优越的加速度时域波形复现精度。

新型微机反时限过流保护曲线特性及算法研究

传统反时限过流特性曲线计算微机反时限保护延时时,存在与定时限保护的配合以及计算延时不准等缺陷。该文提出了对反时限特性曲线进行分段计算处理的方法,改进了与定时限的配合,提高了时限的精度。然后针对计算比较困难的一般反时限曲线,介绍了分区查表和泰勒展开法计算时延累加量的算法。

配电网输电线路反时限过流保护探讨

讨论了传统的反时限过电流保护的实现方法 ,如分区查表法 ,插值方法的实现方式及其误差特性 ;提出了适用于配电网的过电流保护的冷备用方案 ;论述了一种用DSP技术实现反时限特性曲线的新技术 ,提出了在DSP技术下计算动作时限的新方法。该方案能够根据故障电流的大小实时计算出过电流保护的动作时限 ,所需要的内存较小 ,且计算速度快 ,在配电网的自动化技术中 。

利用MODIS资料遥感水体上空气溶胶粒子尺度的数值试验

利用卫星探测辐射的光谱依赖性来反演大气气溶胶粒子尺度分布,首先要建立反演算法并检验其可行性。本文参照文献[1]对暗的海洋上空MODIS资料的处理方法,针对大陆水库上空卫星探测MODIS辐射信号,利用6S(Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)辐射模式建立一个查算表(Look-up table:LUT)来反演大气气溶胶粒子尺度分布;然后通过数值试验对所建立的查算表进行检验,讨论其方法的可行性。数值试验结果表明,查算表对大陆性气溶胶尺度分布有反演能力,但拟合误差sεl值随着气溶胶光学厚度的增加而增加。

LUT与Elman网络相结合的图像逆半调算法

为改进查找表逆半调算法中"未出现半调模式逆半调值"的估计精度,提出了一种查找表与Elman回归网络相结合的图像逆半调算法。该算法首先通过样本图集生成初步逆半调查找表,然后以Elman型回归网络为工具,构造、训练逆半调逼近模型,最后达到拟合"未出现半调模式逆半调值"的目的,产生完整查找表,支持逆半调处理。实验结果及性能分析表明,应用本文算法生成的逆半调重建图像在视觉效果及PSNR指标上表现良好,具有运行速度快、空间复杂度低的特点。

三轴六自由度电液振动台解耦控制

为了解决三轴六自由度电液振动台自由度之间耦合问题,提出一种基于逆模型的前馈补偿器解耦策略。对多轴电液振动台的系统传递函数转化为矩阵型式并进行分析,推导出基于系统逆模型解耦控制方案,利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square,RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking,ZPET)设计出系统逆模型并得到相应的解耦控制器。最后,利用六自由度电液振动台对提出的算法进行实验验证。实验结果表明,解耦后的系统性能得到较大改善,一定程度上降低了耦合信号。

倒置排石床治疗肾下盏残石的临床研究

目的探讨倒置排石床辅助治疗肾下盏残石的作用。方法 79例经皮肾镜取石术(PCNL)、体外冲击波碎石术(SWL)和输尿管镜碎石术(URL)后出现肾下盏残石患者,残石直径小于4mm,随机、对照、单盲分为实验组和对照组。实验组40例患者使用倒置排石床治疗。对照组39例患者每日多饮水,保持尿量2 000mL以上。1个月后行腹部平片复查残石情况。结果实验组患者均顺利完成倒置排石床治疗。实验组和对照组患者年龄、性别、BMI及残石的大小差异无统计学意义(P>0.05)。肾脏的解剖参数如肾下盏长度、肾下盏肾盂夹角和肾下盏盏颈宽度实验组和对照组差异无统计学意义(P>0.05)。1个月后实验组的残石清除率达到75%而对照组仅为41%(P<0.05)。结论倒置排石床可提高肾下盏残石的清除率,可以作为PCNL、SWL和URL术后的辅助治疗方法。

基于无人机影像的采煤沉陷区玉米生物量反演与分析

为了探索运用无人机多光谱遥感技术监测高潜水位矿区采煤扰动下原有生态系统破坏及地表耕地损毁程度的方法,以高潜水位矿区开采沉陷导致地面积水所引起的农作物渍害影响为例,基于无人机多光谱影像,在传统植被指数的基础上引入红边波段进行扩展,优选了22种植被指数,结合田间同步实测生物量数据,采用经验模型法分别构建了一元回归、基于最小二乘法的多元逐步回归(Multivariable linear regression,MLR)、反向传播神经网络(Back propagation neural networks,BPNN)的生物量反演模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和估测精度(EA)3个指标筛选出最佳模型。最后,基于最佳模型进行研究区玉米生物量的空间分布反演和分析,结果显示,所选的植被指数均与生物量显著相关,其中,BP神经网络模型的估算精度最高,其决定系数R2为0.83,比其他模型增加了0.10~0.17,预测均方根误差RMSE为178.72 g/m2,比其他模型减少了29.65~60.23 g/m2,估测精度EA可达到79.4%,比其他模型提高了3.3%~7.1%。这说明红边波段更适于采煤沉陷区作物生物量的估算,引入红边波段构建生物量反演模型,可以显著提高采煤沉陷影响下玉米生物量无人机遥感反演模型的精度。研究结果表明:采煤沉陷盆地内玉米生物量主要分布于592~1 050 g/m2,其面积占研究区的74.4%,地表生物量低于352 g/m2的作物面积达到14.1%,玉米整体长势受采煤扰动影响较为严重,玉米生物量呈现从沉陷盆地边缘往中心逐渐降低的趋势。本文研究为同类型其他高潜水位矿区土地损毁监测与评价、土地复垦与生态修复等提供基础数据与理论支撑。

适合SMS4算法硬件实现的S盒构造新方法

基于有限域求逆实现S盒的方法存在求逆运算复杂、硬件实现难的问题．为此，通过引入新的复合域，将GF（2^8）域上的求逆运算转化成GF（（（2^2）^2）^2）复合域上的求逆运算，提出了一种基于复合域求逆的低电路面积开销的S盒构造方法．该方法通过采用复合域计算、优化运算顺序和复用公因子等手段减小S盒硬件实现的电路面积．实验表明，在0．18μm和0．35μmCMOS工艺下，采用基于复合域求逆构造的S盒与采用查找表方法构造的S盒相比，电路面积可减少34％～68％．此外，在相同的工艺和吞吐率下，与原始的算法相比，采用提出的S盒的SMS4算法硬件资源消耗大大减少，适用于对芯片面积严格限制的场合．

基于自适应逆控制的液压振动台功率谱复现

为了改善液压振动台功率谱密度复现的精度和实时性,引入了自适应逆控制的系统辨识技术。在分析液压振动台功率谱密度均衡原理的基础上,推导时域自适应逆控制(Adaptive inverse control-AIC)和频域逆控制来实时获得振动系统的阻抗函数用以高精度实时修正控制谱密度。文中给出一种多处理器协同工作的硬件平台方案,将实时控制的任务进行分解;最后通过双端口RAM实现数据共享,从而实现功率谱密度的实时复现。仿真实验结果表明:频域自适应逆控制较时域自适应逆控制更利于改善功率谱密度复现的精度和实时性。

μC/OS-Ⅱ任务优先级调度算法分析与改进

μC/OS-Ⅱ任务优先级调度算法通过OSUn Map Tbl逆映射表直接查表获得当前就绪任务的最高优先级,因此根据μC/OS-Ⅱ中就绪组和就绪表的定义,对μC/OS-Ⅱ中OSUn Map Tbl逆映射表的生成机理进行分析和逆向推导,得到OSUn Map Tbl生成算法,采用MCS-51内部的位寻址区、位操作指令和多分支散转结构对就绪组和就绪表进行访问,改进μC/OS-Ⅱ任务优先级调度算法的执行效率。在电子式油压控制器中的汇编代码运行测试结果验证了改进算法的正确性,并表明其执行效率得到大幅提高。

关于塔中大沙漠区低速带调查重新定位的思考

在塔中大沙漠区,小折射和微测井是野外低速带调查的主要技术手段,旨在得到近地表速度分布,指导井深设计和计算野外静校正量。塔中大沙漠区的设计井深一般在潜水面以下1～3 m,利用小折射和微测井技术可以很容易地得到潜水面的埋深。但野外静校正量的计算需要得到替换速度(2 000 m/s)以上所有地层的精细速度分布,由于受到采集密度和探测深度的影响,利用小折射和微测井技术得到的野外静校正量存在较大的误差,野外静校正后的叠加剖面存在长波长静校正问题。为此,用非线性初至波层析反演静校正方法替代小折射和微测井技术,有效地解决了长波长静校正问题。最后,针对塔中大沙漠区潜水面稳定这一特点,讨论了野外低速带调查仅确定潜水面的埋深的可行性,这样可以大大降低调查点密度。

反向射线跟踪法中垂直尖劈的绕射算法

移动通信基站电磁波传播预测是移动通信网络设计的关键课题。射线跟踪法是解决这一问题的有力工具。目前对射线跟踪法的研究大都集中在正向算法,反向算法虽更为精确,但实现过程较为复杂,因而少有涉及。城市建筑物的尖劈可分为垂直尖劈和水平尖劈,本文主要对反向射线跟踪法中的垂直尖劈绕射算法进行了详细研究。首先采用扫描算法求出可见劈表,找出有效传播路径,对每一条路径计算接收点场强,累加得出总的绕射场强。最后通过小区实例,验证计算方法。

基于用户的协同过滤算法的推荐效率和个性化改进

针对传统的基于用户的协同过滤算法存在的推荐效率、精度和个性化低的问题,提出一种改进方法.该方法在计算用户评分矩阵时,考虑到用户评分矩阵稀疏性,建立项目-用户的倒查表,只计算有相同评分项的用户之间的相似度,避免了传统方法中对所有用户计算两两用户相似度的庞大工作量.该方法在计算用户相似度时,考虑到项目的热门程度不同,"惩罚"了用户共同兴趣列表中的热门项目,避免了传统方法中赋予所有项目相同权值对推荐结果个性化的负面影响.本文在详细分析了改进的用户协同过滤算法的原理和优点,给出了其推荐步骤流程图.在Movielens100K和HetRec2011-movielens-2k公开数据集上,十折交叉验证的结果表明,改进后的算法节约了运行时间,提高了推荐算法的效率和个性化.

用查表法快速实现二维8×8离散余弦逆变换的研究

提出一种基于查表法的二维8×8离散余弦逆变换(2D 8×8 IDCT)的快速算法,其查找表LUT(Look-UpTable)结构的设计是基于二维8×8 DCT的基本图像.利用两种技术减小查找表长度:①利用基本图像的对称特性;②通过对离散余弦正变换(DCT)和量化过程的分析,推导出每个量化后DCT系数的取值范围.使得查找表只有10.9746K项数据,若量化矩阵具有对称性q(u,v)=q(v,u),LUT的长度还可减少近半.新算法利用查表法消除IDCT中乘法运算,并利用图像数据的特点和基本图像的对称特性大大减少加法次数,提高了计算速度.以多幅标准图像为样本数据进行实验,结果表明:新算法实现2D 8×8 IDCT运算平均只需加法182次.与当前运算量最小的Feig快速算法做比较,新算法避免了乘法,所需加法次数也降低了约15%.

输尿管软镜联合倒置排石床治疗肾下盏结石的临床研究

目的:探讨输尿管软镜联合倒置排石床治疗肾下盏结石的疗效。方法:收治72例单侧肾下盏结石患者,随机分为实验组(输尿管软镜联合倒置排石床治疗组)和对照组(输尿管软镜治疗组)。实验组患者接受输尿管软镜碎石术1个月后拔除输尿管支架管,接受排石床治疗;对照组患者接受输尿管软镜碎石术1个月后拔除输尿管支架管,并嘱患者每日饮水2 000ml。所有患者均在拔除输尿管支架管1个月后行腹部平片复查,检查是否有结石残留。结果:所有患者顺利完成治疗。实验组与对照组患者相比,在年龄、性别、BMI、结石大小及肾内相关解剖学参数等一般情况上均差异无统计学意义。实验组患者共39例,在接受输尿管软镜联合倒置排石床治疗后,38例患者结石完全清除,结石清除率达到97.4%。对照组33例患者中,27例患者结石清除,结石清除率为81.8%,与实验组相比差异有统计学意义。结论:输尿管软镜联合倒置排石床治疗肾下盏结石具有良好的效果和安全性,此方案值得在临床上继续尝试,并加以推广。

一种基于有限域求逆的S-Box实现算法

S-Box是AES密码算法硬件实现的关键,目前主要有两种实现方法:一种是基于查找表,一种是基于有限域求逆。文章首先经过数学变换将有限域GF(28)上的元素映射到有限域GF(24)2上,并把GF(24)2上的一个元素变换为GF(24)上的两个元素的线性运算。在此基础上,把GF(28)上的求逆问题转化为GF(24)上的求逆,从而提出了一种基于有限域求逆的低硬件开销的S-Box实现算法。该算法和查找表实现相比,面积减少了57%,适用于诸如智能卡、移动设备等对面积要求比较严格的场合。

基于一阶泰勒级数查表法单精度倒数的设计与实现

在分析了单精度倒数算法在图形处理器中存在的不足的基础上,设计了一阶泰勒级数单精度倒数算法。与传统算法相比,在资源消耗、运算周期和效率方面得到了有效改善。本浮点倒数算法的主要逻辑模块由一个24位整数加法器、一个ROM和一个24位乘法器组成。将在[1,2)范围的尾数平均分为4 096个区间,将每个区间起始点倒数平方放入查找表,并对每个区间采用一阶泰勒级数计算倒数值。仿真结果表明:仿真的结果与理论结果一致,满足单精度浮点数的精度要求。目前此算法已经成功流片,应用于国产第三代图形处理器JM7200。

基于LUT的逆半调改进算法

针对误差分散类半调图像,提出了一种基于查找表的逆半调改进算法。并用实验方法分析了训练样本大小、所选LUT模板与空值率之间的关系,且对LUT逆半调建表阶段出现空值时所采用的空值估计方法进行了改进;针对图像客观评价方法,提出一种寻找最高峰值信噪比的LUT模板选择算法。实验结果表明,利用所提出的优化LUT算法恢复的逆半调图像在人眼视觉以及峰值信噪比上有明显的提升。