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基于LBFGS-EKF算法的三维空间目标跟踪研究 被引量:3
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作者 雷安琪 冯玉田 唐子成 《电子测量技术》 2017年第10期99-103,共5页
人机交互中,人手与机器的交互是最通用的方式,因此手势交互研究是当今人机交互研究的重点之一。本文以Leap Motion为依据,对三维空间目标检测和跟踪进行研究,提出了一种限定内存扩展卡尔曼滤波算法(LBFGSEKF)。该算法在基于降低噪声所... 人机交互中,人手与机器的交互是最通用的方式,因此手势交互研究是当今人机交互研究的重点之一。本文以Leap Motion为依据,对三维空间目标检测和跟踪进行研究,提出了一种限定内存扩展卡尔曼滤波算法(LBFGSEKF)。该算法在基于降低噪声所提出的EKF方法上,通过LBFGS算法求最优解的方式来代替EKF算法在每次迭代中求逆Hessian矩阵而造成内存消耗,计算速率下降,导致实时性差的问题,从而形成一种新的目标跟踪算法。仿真结果表明,新算法用于手势识别时,可以降低误差、提高目标跟踪的精度。 展开更多
关键词 Leap MOTION 扩展卡尔曼滤波EKF lbfgs 三维空间
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3D LBFGS inversion of controlled source extremely low frequency electromagnetic data 被引量:3
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作者 Cao Meng Tan Han-Dong Wang Kun-Peng 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2016年第4期689-700,739,740,共14页
The controlled source extremely low frequency (CSELF) electromagnetic method is characterized by extremely long and powerful sources and a huge measurement range. Its electromagnetic field can therefore be affected ... The controlled source extremely low frequency (CSELF) electromagnetic method is characterized by extremely long and powerful sources and a huge measurement range. Its electromagnetic field can therefore be affected by the ionosphere and displacement current. Research on 3D forward modeling and inversion of CSELF electromagnetic data is currently in its infancy. This paper makes exploratory attempts to firstly calculate the 1D extremely low frequency electromagnetic field under ionosphere-air-earth coupling circumstances, and secondly analyze the propagation characteristics of the background electromagnetic field. The 3D staggered-grid finite difference scheme for solving for the secondary electric field is adopted and incorporated with the 1D modeling algorithm to complete 3D forward modeling. Considering that surveys can be carried out in the near field and transition zone for lower frequencies, the 3D Limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (LBFGS) inversion of CSELF electromagnetic data is presented (in which the sources, or primary fields, are included), with the aim of directly inverting the impedance data, regardless of where it is acquired. Derivation of the objective functional gradient is the core component in the inversion. Synthetic tests indicate that the well-chosen approximation to the Hessian can significantly speed up the inversion. The model responses corresponding to the coexistence of conductive and resistive blocks show that the off-diagonal components of tensor impedance are much more sensitive to the resistivity variation than the diagonal components. In comparison with conventional scalar inversion, tensor inversion is superior in the recoveries of electric anomalies and background resistivity. 展开更多
关键词 ELF IONOSPHERE 3D inversion lbfgs
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基于LBFGS神经网络的水质评价方法优化研究 被引量:1
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作者 杨晓峰 《智能计算机与应用》 2021年第3期134-137,142,共5页
渔业水质评价智能化对提高渔业生产水平起到关键促进作用。本文针对渔业水质评价设计了基于LBFGS优化的神经网络模型,深入讨论选取特征的有效性并优化了特征选择,实现了模型压缩,更适合前端嵌入式环境。实验表明,本文设计模型能够有效... 渔业水质评价智能化对提高渔业生产水平起到关键促进作用。本文针对渔业水质评价设计了基于LBFGS优化的神经网络模型,深入讨论选取特征的有效性并优化了特征选择,实现了模型压缩,更适合前端嵌入式环境。实验表明,本文设计模型能够有效提供水质评价信息。 展开更多
关键词 水质 评价 lbfgs 神经网络
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一种两阶段求解LED光谱匹配系数高效全局优化算法
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作者 王永军 吴贵文 +1 位作者 黄河 李同军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1591-1599,共9页
用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目... 用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目标函数的数学解析性质,其收敛速度慢,解的精度不高。梯度类算法收敛到局部解的速度快且精度高,但至今没有成熟理论技术求解非凸优化全局最优解,且问题中非负解的要求限制了该类算法的收敛速度。同时,目标函数的最小二乘信息在求解时没有得到充分利用。基于目标函数的数学可解析性、表现形式的二次非线性格式、最终解的非负要求,提出了一种两阶段优化算法LLR_LBFGS。第一阶段进行无约束的线性拟合,得到目标函数的最小二乘近似理论解,第二阶段借助带约束的拟牛顿方法LBFGS进一步求取问题的非负全局最优解。以标准目标光谱CIE-A、CIE-D65、CIE-D50、CIE-D55、CIE-D75的最佳拟合为研究对象,对比了新方法与拉索回归算法(LASSO)、岭回归算法(RIDGE)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)及遗传算法(GA)的求解精度和运行速度,以及决策系数R 2。基于实际工业案例的数值结果表明,LLR_LBFGS能够较快地锁定全局解的范围,收敛速度更快;能够借助目标函数的数学可解析性提高解的精度。两个阶段的衔接融合能够获得较好的全局最优解的起始点和高精度的最优解。该方法对解决LED光谱拟合问题潜力大,有普适性。基于该设计思路,可以在算法的两个阶段中,组合设计更多、更灵活的光谱配比解决方案。这对于求取LED光谱匹配最优解的智能优化类方法改善效果有较好的启发意义。 展开更多
关键词 光谱学 LED光谱匹配 线性拟合 lbfgs 高效 全局优化
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一种带记忆的阻尼牛顿法
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作者 路荟平 奚杰 姜志侠 《应用数学进展》 2024年第6期2614-2626,共13页
本文在引进阻尼技术的基础上构造了新的拟牛顿方程,该方程通过利用相邻两次迭代点之间的梯度差和变化量的线性组合,实现了曲率对的更新,以此改进校正公式。为求解高维问题,引入有限内存记忆框架,提出了D-LBFGS算法。利用D-LBFGS算法对... 本文在引进阻尼技术的基础上构造了新的拟牛顿方程,该方程通过利用相邻两次迭代点之间的梯度差和变化量的线性组合,实现了曲率对的更新,以此改进校正公式。为求解高维问题,引入有限内存记忆框架,提出了D-LBFGS算法。利用D-LBFGS算法对神经网络中的权值阈值参数进行优化的算法,进一步提出了D-LBFGS—CNN算法,在解决无创光谱血糖浓度的预测问题中迭代351次时精度达到99.999%。所提出的D-LBFGS算法在一定程度上优于标准的LBFGS算法(迭代474次时精度99.999%)、阻尼牛顿法(精度99.359%)及文献中的LBFGS算法(精度99.744%)。 展开更多
关键词 拟牛顿法 阻尼牛顿法 BFGS算法 lbfgs算法 神经网络
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基于LBFGS的ZTEM三维带地形并行反演
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作者 李棂泽 王堃鹏 +4 位作者 罗威 王向鹏 宋洋 蓝星 许洋 《勘察科学技术》 2022年第6期9-15,共7页
Z轴倾子电磁法(ZTEM)结合了航空测量效率高和天然场源勘探深度大的优点,弥补了地面MT采集数据所带来的人工成本高、耗时长以及复杂地形测量困难等缺点,通过空中航测的垂直磁场分量和地面预设基站测量的水平磁场分量建立航空倾子数据,可... Z轴倾子电磁法(ZTEM)结合了航空测量效率高和天然场源勘探深度大的优点,弥补了地面MT采集数据所带来的人工成本高、耗时长以及复杂地形测量困难等缺点,通过空中航测的垂直磁场分量和地面预设基站测量的水平磁场分量建立航空倾子数据,可快速、高效获得地下电导体三维构造信息。为了进一步提高ZTEM面向复杂工程勘查的反演能力,该文在有限差分法正演和有限内存拟牛顿法(LBFGS)反演的基础上,加入MPI并行算法,对带地形的三维ZTEM异常响应进行了研究,并开发了ZTEM带地形三维反演程序。通过对带地形与平地形下低阻异常体反演算例分析,证实了LBFGS反演算法可以较好地获得地下目标体的真实地电模型。 展开更多
关键词 ZTEM 三维反演 lbfgs 地形 MPI
原文传递
无人机频率域半航空电磁法三维反演 被引量:4
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作者 王堃鹏 罗威 +3 位作者 曹辉 王绪本 蓝星 段长生 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1759-1773,共15页
当前无人机频率域半航空电磁方法(SAEM)成为地球物理勘探中的新兴技术,该方法通过空中无人飞行器测量地面上单个或多个可控源的垂直磁场.本文为无人机频率域SAEM开发了三维反演程序,正演采用交错网格有限差分.由于无人机采集的数据量巨... 当前无人机频率域半航空电磁方法(SAEM)成为地球物理勘探中的新兴技术,该方法通过空中无人飞行器测量地面上单个或多个可控源的垂直磁场.本文为无人机频率域SAEM开发了三维反演程序,正演采用交错网格有限差分.由于无人机采集的数据量巨大,因此使用了有限内存拟牛顿法(LBFGS)实现快速的三维反演,以避免计算和存储巨大的灵敏度矩阵.为了提升无人机频率域SAEM的三维反演效果,本文进一步实现了无人机频率域SAEM与大地电磁(MT)的三维联合反演,并对联合反演实施了地震结构约束,结构约束采用交叉梯度法实现.MT可以增加勘探深度,而结构约束可以提高电磁法反演的分辨率.最后通过建立四个理论模型,证明了本文程序的有效性. 展开更多
关键词 无人机 垂直磁场 大地电磁 lbfgs 交叉梯度
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基于P样条和局部互信息的非刚性医学图像配准 被引量:5
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作者 汪军 梁凤梅 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第8期2538-2541,共4页
针对互信息仅考虑两幅图像相应像素的灰度信息以及B样条变换模型存在形变场奇异点的问题,提出一种基于P样条和局部互信息的非刚性医学图像配准方法。该方法以局部互信息为相似性测度,采用P样条变换模型模拟待配准图像的几何形变,使用三... 针对互信息仅考虑两幅图像相应像素的灰度信息以及B样条变换模型存在形变场奇异点的问题,提出一种基于P样条和局部互信息的非刚性医学图像配准方法。该方法以局部互信息为相似性测度,采用P样条变换模型模拟待配准图像的几何形变,使用三次插值算法对图像像素进行赋值,结合对大规模参数优化效率高的LBFGS算法优化配准参数。较传统的B样条变换模型和互信息,提出的方法除计算时间外,其他三项指标更优,均方误差下降了89.25%,归一化互信息提高了11.04%,相关系数提高了5.64%。实验结果表明,该方法有效地提高了配准的精度。 展开更多
关键词 非刚性配准 医学图像 P样条 局部互信息 lbfgs优化算法
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Forward modeling and inversion of tensor CSAMT in 3D anisotropic media 被引量:8
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作者 Wang Tao Wang Kun-Peng Tan Han-Dong 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2017年第4期590-605,623,共17页
Tensor controlled-source audio-frequency magnetotellurics (CSAMT) can yield information about electric and magnetic fields owing to its multi-transmitter configuration compared with the common scalar CSAMT. The most... Tensor controlled-source audio-frequency magnetotellurics (CSAMT) can yield information about electric and magnetic fields owing to its multi-transmitter configuration compared with the common scalar CSAMT. The most current theories, numerical simulations, and inversion of tensor CSAMT are based on far-field measurements and the assumption that underground media have isotropic resistivity. We adopt a three-dimensional (3D) staggered-grid finite difference numerical simulation method to analyze the resistivity in axial anisotropic and isotropic media. We further adopt the limited-memory Broyden- Fletcher-Goldfarb-Shanno (LBFGS) method to perform 3D tensor CSAMT axial anisotropic inversion. The inversion results suggest that when the underground structure is anisotropic, the isotropic inversion will introduce errors to the interpretation. 展开更多
关键词 tensor CSAMT staggered-grid finite difference method axial anisotropy lbfgs
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频率域声波方程全波形反演 被引量:2
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作者 张文生 庄源 《数值计算与计算机应用》 2017年第3期167-196,共30页
全波形反演是一种利用地表或井中观测到的波场来推测地下物性参数的高精度成像方法.本文研究了频率域声波方程全波形反演的数值方法.正演用带PML边界条件的九点差分格式求解.反演是一个极小化模拟数据与观测数据之间残量的优化迭代过程... 全波形反演是一种利用地表或井中观测到的波场来推测地下物性参数的高精度成像方法.本文研究了频率域声波方程全波形反演的数值方法.正演用带PML边界条件的九点差分格式求解.反演是一个极小化模拟数据与观测数据之间残量的优化迭代过程,文中比较了多种数值优化方法,包括最速下降法、共轭梯度法、LBFGS方法、高斯牛顿法以及预条件方法.反演从低频到高频逐级进行,且前一个频率的反演结果作为下一个频率反演的初值,该策略有效克服了反演发散或收敛到局部极小值的情况.文中详细描述了正反演方法,并对一个简单模型和两个国际标准模型(即Marmousi模型和Overthrust模型)进行了MPI并行反演计算,结果表明牛顿方法和预条件方法能较精确地对复杂构造模型进行反演成像. 展开更多
关键词 波动方程 频率域 全波形反演 预条件 最速下降法 共轭梯度法 lbfgs方法 高斯牛顿法 MARMOUSI模型 Overthrust模型
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