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CNN-LSTM based incremental attention mechanism enabled phase-space reconstruction for chaotic time series prediction
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作者 Xiao-Qian Lu Jun Tian +2 位作者 Qiang Liao Zheng-Wu Xu Lu Gan 《Journal of Electronic Science and Technology》 EI CAS CSCD 2024年第2期77-90,共14页
To improve the prediction accuracy of chaotic time series and reconstruct a more reasonable phase space structure of the prediction network,we propose a convolutional neural network-long short-term memory(CNN-LSTM)pre... To improve the prediction accuracy of chaotic time series and reconstruct a more reasonable phase space structure of the prediction network,we propose a convolutional neural network-long short-term memory(CNN-LSTM)prediction model based on the incremental attention mechanism.Firstly,a traversal search is conducted through the traversal layer for finite parameters in the phase space.Then,an incremental attention layer is utilized for parameter judgment based on the dimension weight criteria(DWC).The phase space parameters that best meet DWC are selected and fed into the input layer.Finally,the constructed CNN-LSTM network extracts spatio-temporal features and provides the final prediction results.The model is verified using Logistic,Lorenz,and sunspot chaotic time series,and the performance is compared from the two dimensions of prediction accuracy and network phase space structure.Additionally,the CNN-LSTM network based on incremental attention is compared with long short-term memory(LSTM),convolutional neural network(CNN),recurrent neural network(RNN),and support vector regression(SVR)for prediction accuracy.The experiment results indicate that the proposed composite network model possesses enhanced capability in extracting temporal features and achieves higher prediction accuracy.Also,the algorithm to estimate the phase space parameter is compared with the traditional CAO,false nearest neighbor,and C-C,three typical methods for determining the chaotic phase space parameters.The experiments reveal that the phase space parameter estimation algorithm based on the incremental attention mechanism is superior in prediction accuracy compared with the traditional phase space reconstruction method in five networks,including CNN-LSTM,LSTM,CNN,RNN,and SVR. 展开更多
关键词 Chaotic time series Incremental attention mechanism phase-space reconstruction
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PARAMETERS DETERMINATION METHOD OF PHASE-SPACE RECONSTRUCTION BASED ON DIFFERENTIAL ENTROPY RATIO AND RBF NEURAL NETWORK 被引量:4
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作者 Zhang Shuqing Hu Yongtao +1 位作者 Bao Hongyan Li Xinxin 《Journal of Electronics(China)》 2014年第1期61-67,共7页
Phase space reconstruction is the first step of recognizing the chaotic time series.On the basis of differential entropy ratio method,the embedding dimension opt m and time delay t are optimal for the state space reco... Phase space reconstruction is the first step of recognizing the chaotic time series.On the basis of differential entropy ratio method,the embedding dimension opt m and time delay t are optimal for the state space reconstruction could be determined.But they are not the optimal parameters accepted for prediction.This study proposes an improved method based on the differential entropy ratio and Radial Basis Function(RBF)neural network to estimate the embedding dimension m and the time delay t,which have both optimal characteristics of the state space reconstruction and the prediction.Simulating experiments of Lorenz system and Doffing system show that the original phase space could be reconstructed from the time series effectively,and both the prediction accuracy and prediction length are improved greatly. 展开更多
关键词 phase-space reconstruction Chaotic time series Differential entropy ratio Embedding dimension Time delay Radial Basis Function(RBF) neural network
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基于降秩和稀疏联合约束的地震数据同时重建和去噪
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作者 李文杰 张华 +4 位作者 任望 叶海龙 武召祺 杨熙熙 彭清 《物探与化探》 CAS 2024年第2期479-488,共10页
野外地震数据包含各种随机噪声干扰,且存在不规则道缺失现象,为了不影响后续资料处理,需要对其进行同时重建和去噪。目前大部分同时重建和去噪方法都是基于单一稀疏约束和降秩约束,尽管稀疏约束具有高效性优点,但对各种数据缺乏适应性,... 野外地震数据包含各种随机噪声干扰,且存在不规则道缺失现象,为了不影响后续资料处理,需要对其进行同时重建和去噪。目前大部分同时重建和去噪方法都是基于单一稀疏约束和降秩约束,尽管稀疏约束具有高效性优点,但对各种数据缺乏适应性,而降秩约束可以自适应不同数据,但计算成本较高。为了充分利用不同约束条件的优势,本文提出一种基于联合约束的地震数据同时重建和去噪方法:选用基于傅立叶变换的凸集投影算法(POCS)作为稀疏约束,阻尼多道奇异谱分析(DMSSA)作为降秩约束,在此过程中,还需使用截断奇异值分解(TSVD)算法和指数阈值公式。理论和实际数据的处理结果表明,本方法在联合约束条件下,能够从时间和空间上考虑地震资料的相关性并利用起来,比单一约束方法能在更少的迭代次数下取得更高的信噪比。 展开更多
关键词 阻尼多道奇异谱分析 凸集投影算法 重建 去噪
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Single-trial evoked brain responses modeled by multichannel matching pursuit
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作者 江海腾 卢青 +2 位作者 韩颖琳 姚志剑 刘刚 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2010年第4期546-549,共4页
A multichannel matching pursuit(MMP)algorithm is proposed to decompose the one-dimensional multichannel non-stationary magnetoencephalography(MEG)signal at a single-trial level.The single-channel matching pursuit... A multichannel matching pursuit(MMP)algorithm is proposed to decompose the one-dimensional multichannel non-stationary magnetoencephalography(MEG)signal at a single-trial level.The single-channel matching pursuit(MP)linearly decomposes the signal into a set of Gabor atoms,which are adaptively chosen from an overcomplete dictionary with good time-frequency characters.The MMP is the extension of the MP,which represents multichannel signals using linear combination of Gabor atoms with the same occurrence,frequency,phase,and time width,but varying amplitude in all channels.The results demonstrate that the MMP can optimally reconstruct the original signal and automatically remove artifact noises.Moreover,the coherence between the 3D source reconstruction and the prior knowledge of psychology further suggests that the MMP is effective in MEG single-trial processing. 展开更多
关键词 magnetoencephalography(MEG) single trial multichannel matching pursuit source reconstruction
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基于仿生曲面复眼相机的目标定位技术 被引量:1
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作者 朱帅民 郭文阁 +5 位作者 刘韬 张远杰 许黄蓉 武登山 周晓军 鱼卫星 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期189-199,共11页
开展了基于仿生曲面复眼相机的空间目标定位实验研究。采用CALibration Tag标定板结合MATLAB标定工具箱对自研仿生复眼相机进行内外参数的标定。针对目标的三维定位,从曲面复眼相机成像原理出发并利用相机定标参数,确定目标点在复眼相... 开展了基于仿生曲面复眼相机的空间目标定位实验研究。采用CALibration Tag标定板结合MATLAB标定工具箱对自研仿生复眼相机进行内外参数的标定。针对目标的三维定位,从曲面复眼相机成像原理出发并利用相机定标参数,确定目标点在复眼相机中各子眼坐标系下坐标的线性关系并建立线性方程组,通过最小二乘法进行求解以获得目标点的准确空间定位。设计了光斑定位实验,实验结果表明,在至少4 m的工作距离内,仿生曲面复眼相机的定位误差可以控制在2%以内,该目标定位方法应用于仿生曲面复眼相机能实现较高精度的目标定位。在此基础上,采用尺度不变特征转变算法实现了两个子眼所拍摄子图像的特征点粗匹配,结合随机抽取一致算法去除错误匹配点,进而由特征点在子眼像素坐标系中的二维坐标反演出其在空间坐标系中的三维坐标,最后通过对所有点进行点云拼接获得完整的重构点云。实验结果表明,对距离相机约0.6 m处的边长为5.5 cm的正方体可以实现较好的三维立体重构。 展开更多
关键词 多通道成像 相机标定 图像处理 三维定位 三维重构
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CHARACTERISTICS OF FAN STALLING BASED ON CORRELATED DIMENSIONS 被引量:2
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作者 谷勇霞 周忠宁 李意民 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2011年第4期362-366,共5页
Different from the previous qualitative analysis of linear systems in time and frequency domains, the method for describing nonlinear systems quantitatively is proposed based on correlated dimensions. Nonlinear dynami... Different from the previous qualitative analysis of linear systems in time and frequency domains, the method for describing nonlinear systems quantitatively is proposed based on correlated dimensions. Nonlinear dynamics theory is used to analyze the pressure data of a contrarotating axial flow fan. The delay time is 18 and the embedded dimension varies from 1 to 25 through phase-space reconstruction. In addition, the correlated dimensions are calculated before and after stalling. The results show that the correlated dimensions drop from 1. 428 before stalling to 1. 198 after stalling, so they are sensitive to the stalling signal of the fan and can be used as a characteristic quantity for the judging of the fan stalling. 展开更多
关键词 fan with contra-rotating axis fan stalling correlated dimensions phase-space reconstruction
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一种融合多通道CycleGAN和Mixup的情感语音合成方法 被引量:4
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作者 贾宁 郑纯军 《现代电子技术》 2022年第15期80-87,共8页
现有的循环一致性生成对抗网络(CycleGAN)提供了一个双向情感语料转化的突破,但是真实目标和转换后的语音之间仍然存在很大的差距。为了缩小这一差距,提出融合多通道CycleGAN和Mixup的情感语音合成方法,包含三个阶段:多通道CycleGAN、基... 现有的循环一致性生成对抗网络(CycleGAN)提供了一个双向情感语料转化的突破,但是真实目标和转换后的语音之间仍然存在很大的差距。为了缩小这一差距,提出融合多通道CycleGAN和Mixup的情感语音合成方法,包含三个阶段:多通道CycleGAN、基于Mixup的损失估计和基于Mixup的有效情感区域加重。其中,设计门控单元GTLU和音频显著性区域的图像表达方法,结合基于改进GTLU的全局CycleGAN和基于显著性区域的局部CycleGAN构成了第一个阶段中的多通道CycleGAN,基于Mixup方法设计了损失的计算方法和情感区域的不同加重程度计算。结合多项流行的语音合成方法,在IEMOCAP情感语料库上实施了多组生成情感语料的对比实验,利用双向三层长短期记忆网络(LSTM)模型作为验证模型,实验结果证明,所提出的情感语音合成方法获得的语音,其平均意见得分(MOS)和语音情感识别精度(UA)均有不同程度的提升,分别获得3.4%和2.7%的改善,在主观评价和客观实验上均优于现有的GANs模型,从而确保该模型生成语音具备高可靠性和良好的自然度。 展开更多
关键词 情感语音合成 多通道CycleGAN Mixup GTLU 图像重构 损失估计 有效情感区域加重
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双频段多通道SAR宽幅成像技术研究 被引量:1
8
作者 贺彩琴 孟喆 +1 位作者 雷万明 刘光焱 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2015年第11期27-31,共5页
现代星载海洋监视雷达既需要高分辨率,又要有大成像幅宽能力。但分辨率和成像幅宽在常规合成孔径雷达成像模式下往往不能同时兼顾。文中分析了二者之间存在矛盾的原因,提出一种能兼顾的双频段多通道解决方案,对其在工程实施中存在的关... 现代星载海洋监视雷达既需要高分辨率,又要有大成像幅宽能力。但分辨率和成像幅宽在常规合成孔径雷达成像模式下往往不能同时兼顾。文中分析了二者之间存在矛盾的原因,提出一种能兼顾的双频段多通道解决方案,对其在工程实施中存在的关键技术进行了重点阐述,明确了技术实施途径。通过机载实验试飞,验证了关键技术工程实施的有效性和可行性。 展开更多
关键词 高分辨率宽幅 合成孔径雷达 方位模糊 频谱重构 多通道 偏置相位中心天线
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基于最小均方误差的多通道采样及重构
9
作者 李玉玲 翟盼盼 李鹏珊 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 2013年第5期118-121,共4页
并行多通道采样系统中,由于各通道之间的时间延迟不同,往往会导致产生非均匀采样。现有的重构算法对信号的约束较多,如通道之间的量化步长、信噪比率、相对时间等,且运算量较大,容易使采集性能迅速下降。该文通过对信号的重构误差分析,... 并行多通道采样系统中,由于各通道之间的时间延迟不同,往往会导致产生非均匀采样。现有的重构算法对信号的约束较多,如通道之间的量化步长、信噪比率、相对时间等,且运算量较大,容易使采集性能迅速下降。该文通过对信号的重构误差分析,提出了一种对信号约束较低的重构算法,该方法基于均方误差最小的原则,对信号通道之间的时间延迟进行分析,讨论了在何种条件下可以对信号进行最优重构。 展开更多
关键词 多通道 采样 均方误差 重构滤波器
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高分宽幅SAR系统下的方位多通道运动目标成像算法研究 被引量:6
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作者 王玉莹 张志敏 +2 位作者 李宁 范怀涛 赵庆超 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期541-546,共6页
在方位多通道SAR系统中,由于运动目标的回波特性和静止目标的不同,传统的重构滤波器组方法对运动目标的重建是无效的。该文提出一种方位多通道SAR运动目标信号重构方法。该方法首先分析了方位多通道SAR系统中运动目标回波特性,并与静止... 在方位多通道SAR系统中,由于运动目标的回波特性和静止目标的不同,传统的重构滤波器组方法对运动目标的重建是无效的。该文提出一种方位多通道SAR运动目标信号重构方法。该方法首先分析了方位多通道SAR系统中运动目标回波特性,并与静止目标回波形式进行对比,给出了传统重构方法失效的主要原因;通过引入运动目标的径向速度参数,有效实现了匀速运动目标的频谱重构,较好地抑制了方位多通道SAR系统中匀速运动目标的方位模糊。星载仿真实验结果验证了该重构方法的有效性。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 高分宽幅 方位多通道 运动目标重构
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星载SAR斜视模式运动目标方位多通道信号重建方法 被引量:2
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作者 徐伟 魏正彬 +3 位作者 黄平平 谭维贤 乞耀龙 高志奇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期2276-2285,共10页
在星载方位多通道SAR斜视模式下,方位斜视角度和运动目标的速度分别导致回波多普勒频谱发生2次混叠和通道失衡,影响运动目标方位多通道信号重建。针对该问题,该文提出一种适用于多通道斜视模式下的运动目标的重建方法。首先通过方位向... 在星载方位多通道SAR斜视模式下,方位斜视角度和运动目标的速度分别导致回波多普勒频谱发生2次混叠和通道失衡,影响运动目标方位多通道信号重建。针对该问题,该文提出一种适用于多通道斜视模式下的运动目标的重建方法。首先通过方位向去斜预处理消除了斜视导致的2次多普勒混叠,然后通过修正的多通道重建矩阵来解决目标速度导致的通道失衡。此外,该文还研究了通道冗余情况下的杂波抑制能力,分析了估计速度误差带来的残余相位误差,给出了一种星载方位多通道SAR斜视模式下的运动目标速度快速估计搜索方法。最后,通过点目标仿真验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 方位多通道重建 斜视 运动目标 虚假目标抑制
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一种超宽带信号多通道采集与恢复方法
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作者 彭长青 粟毅 +1 位作者 匡纲要 陆仲良 《现代雷达》 CSCD 1996年第1期39-48,共10页
提出了一种超宽带(UWB)信号多通道采集及信号波形恢复方法。其基本思想是把UWB信号分成若干频带,对每个频带用低速A/D进行采集,然后用镜像滤波器恢复信号波形。仿真结果表明:这一方法可消除多通道采集系统中通道间耦合产... 提出了一种超宽带(UWB)信号多通道采集及信号波形恢复方法。其基本思想是把UWB信号分成若干频带,对每个频带用低速A/D进行采集,然后用镜像滤波器恢复信号波形。仿真结果表明:这一方法可消除多通道采集系统中通道间耦合产生的失真,能很好地恢复信号波形。 展开更多
关键词 多通道A/D 信号恢复 超宽带 冲激雷达 接收机
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一种UWB信号多通道采集与恢复方法
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作者 彭长青 匡纲要 +1 位作者 粟毅 陆仲良 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1996年第12期33-41,共9页
本文提出一种超宽带(UWB)信号多通道采集及信号波形恢复方法。其基本思想是把UWB信号分成若干频带,对每个频带用低速A/D进行采集,然后用镜像滤波器恢复信号波形,仿真结果表明这一方法可消除多通道采集系统中通道间耦合产... 本文提出一种超宽带(UWB)信号多通道采集及信号波形恢复方法。其基本思想是把UWB信号分成若干频带,对每个频带用低速A/D进行采集,然后用镜像滤波器恢复信号波形,仿真结果表明这一方法可消除多通道采集系统中通道间耦合产生的失真,可很好地恢复信号波形。 展开更多
关键词 多通道A/D 信号恢复 冲激雷达
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气功意守状态下多导脑电相空间重构非线性分析研究 被引量:3
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作者 沈仲元 Shinlin +3 位作者 竺英祺 余平 章其虎 瞿敏红 《上海中医药大学学报》 CAS 2008年第6期54-56,共3页
目的:探讨气功意守状态下脑电非线性变化特点。方法:用多道动态生理记录仪对正常人和气功练习者进行脑电信号采样,分析多道脑电相空间重构的相关维数D2。结果:意守状态下D2都有升高,气功练习者在意守状态下有较长时间的稳定期。结论:意... 目的:探讨气功意守状态下脑电非线性变化特点。方法:用多道动态生理记录仪对正常人和气功练习者进行脑电信号采样,分析多道脑电相空间重构的相关维数D2。结果:意守状态下D2都有升高,气功练习者在意守状态下有较长时间的稳定期。结论:意守状态下较长时间的D2稳定期有可能反映气功意守能力。 展开更多
关键词 气功 意守 相关维数(D2) 多道相空间重构
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基于收缩多道奇异谱分析的含噪地震信号重建
15
作者 杨志鹏 陈秀清 +5 位作者 颜欢 陈碧洪 徐建明 胡德军 张正伟 阮祥 《四川地质学报》 2022年第3期485-491,共7页
基于矩阵秩减理论的联合去噪与重建方法已被广泛应用于勘探地震和天然地震的波形数据重建。经典的多道奇异谱分析(MSSA)方法在对频域切片分量数据投影的块Hankel矩阵降秩过程中采用了常规截断奇异值分解,其固有理论缺陷及不适当的秩选... 基于矩阵秩减理论的联合去噪与重建方法已被广泛应用于勘探地震和天然地震的波形数据重建。经典的多道奇异谱分析(MSSA)方法在对频域切片分量数据投影的块Hankel矩阵降秩过程中采用了常规截断奇异值分解,其固有理论缺陷及不适当的秩选参数均容易在迭代插值过程中引入含有残余噪声的次优解,本文在此基础上提出了一种收缩多道奇异谱分析(SMSSA)方法,通过引入在大维渐近矩阵框架下最小化核范数损失函数的优化奇异值收缩方法对原始数据奇异值进行收缩约束,以低秩逼近有效波信号,并将其嵌入凸集投影(POCS)加权迭代框架中以对含噪缺道地震数据进行联合去噪与规则化重建。合成模型和实际资料处理结果表明,本文所提SMSSA方法优于传统的MSSA方法、正交秩-1矩阵追踪(OR1MP)方法和格拉斯曼流形重建(Grouse)方法,能够在重建数据同时有效压制干扰噪声,重建结果信噪比更高,具有较好的适用性和稳定性。 展开更多
关键词 多道奇异谱分析 地震数据重建 奇异值收缩 联合去噪与规则化 凸集投影
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两个听音点处三维声场重建方法
16
作者 王松 张聪 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第3期253-260,共8页
随着3D电影和电视技术的迅猛发展,三维声场重建技术成为当前的研究热点。日本NHK提出了22.2多声道系统,该系统可以在中心听音点或中心听音区域内为听音者带来三维听音体验。但是当重建声场中多于一个听音者时,该系统不能为处于非中心听... 随着3D电影和电视技术的迅猛发展,三维声场重建技术成为当前的研究热点。日本NHK提出了22.2多声道系统,该系统可以在中心听音点或中心听音区域内为听音者带来三维听音体验。但是当重建声场中多于一个听音者时,该系统不能为处于非中心听音点处的听音者带来最佳听音体验,因为最佳听音点位于中心点处。为了解决这一问题,提出一种两个听音点处的三维声场重建方法,通过保持重建前后两个听音者所在位置处的声压和质点速度不变,该方法可以允许两个听音者同时获得最佳听音体验。在两个区域内部,通过仿真实验对比分析了重建区域大小,重建区域之间的距离、角度对重建误差的影响,实验结果证实了提出方法的有效性。 展开更多
关键词 两个听音点 声场重建 多声道系统
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一种改进的多通道重建算法在DPCA-SAR中的应用
17
作者 罗绣莲 牟皓 +1 位作者 郑坤 徐伟 《电子信息对抗技术》 2018年第4期36-40,共5页
多通道重建算法常被用于解决离散相位中心天线(DPCA)SAR的方位向非均匀采样问题。然而,当非均匀采样程度非常严重时,传统算法会严重放大天线旁瓣造成的模糊信号及系统噪声功率。提出一种改进的多通道重建算法,该方法通过减少处理频带的... 多通道重建算法常被用于解决离散相位中心天线(DPCA)SAR的方位向非均匀采样问题。然而,当非均匀采样程度非常严重时,传统算法会严重放大天线旁瓣造成的模糊信号及系统噪声功率。提出一种改进的多通道重建算法,该方法通过减少处理频带的个数,将传统多通道重建算法中的适定方程转化为欠定方程,再利用线性约束最小功率法则(LCMP)来最小化模糊信号和噪声功率。试验结果表明,当系统非均匀程度非常严重时,改进后的多通道重建算法能显著提高DPCA-SAR的图像质量。 展开更多
关键词 移位相位中心天线(DPCA) 非均匀采样 多通道重建算法 SAR图像质量
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基于拉普拉斯结构的图像超分辨率重建
18
作者 张倩宇 《数字技术与应用》 2018年第10期71-72,共2页
该方法是将低分辨率图像直接作为输入,逐级预测金字塔层的残差图像,选择特定的初始化方法对网络权值进行初始化,加快模型收敛,并引入多通道映射提取更加丰富的特征,采用卷积级联,共享权重的方式进行图像超分辨率重构,改进的模型可以更... 该方法是将低分辨率图像直接作为输入,逐级预测金字塔层的残差图像,选择特定的初始化方法对网络权值进行初始化,加快模型收敛,并引入多通道映射提取更加丰富的特征,采用卷积级联,共享权重的方式进行图像超分辨率重构,改进的模型可以更好地重建出图像的纹理和细节。 展开更多
关键词 图像超分辨率重建 拉普拉斯金字塔 残差 多通道 卷积级联
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