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基于Tikhonov和变差正则化的磁感应断层成像重建算法 被引量:10
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作者 陈玉艳 王旭 +1 位作者 吕轶 杨丹 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期460-463,共4页
为了解决磁感应断层成像(MIT)逆问题的病态性和改善重建图像的质量,提出一种新的组合算法.该组合算法首先利用Tikhonov正则化算法对解的适定性产生初步的成像区域,之后再利用变差正则化算法对解的保边缘性和锐化作用进行图像重建.该组... 为了解决磁感应断层成像(MIT)逆问题的病态性和改善重建图像的质量,提出一种新的组合算法.该组合算法首先利用Tikhonov正则化算法对解的适定性产生初步的成像区域,之后再利用变差正则化算法对解的保边缘性和锐化作用进行图像重建.该组合算法与Tikhonov正则化算法及变差正则化算法相比,不仅有效地克服了磁感应断层成像(MIT)重建图像数值解的不稳定性,还加快了重建图像的收敛速度,提高了目标导体的分辨能力,有效改善了重构图像的质量.仿真结果表明了该组合算法的有效性. 展开更多
关键词 磁感应断层成像(MIT) 重建图像 TIKHONOV正则 变差正则化 组合算法
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总变差正则化方法在条形码信号复原中的应用 被引量:1
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作者 郭永琪 吴传生 何进荣 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2010年第4期554-556,560,共4页
条形码信号的复原是数学物理反问题中的一种病态问题,正则化方法是解决病态问题最常用的方法。研究了信号盲复原的基本原理与方法,并将基于总变差的正则化方法应用到一维条码信号的复原问题中,仿真试验结果表明,该方法复原效果显著。
关键词 变差正则化 信号复原 反问题
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模糊图像复原的高阶全变差正则化模型构建
3
作者 余瑞艳 《长江大学学报(自科版)(上旬)》 CAS 2014年第3期40-43,3,共4页
模糊图像复原是一类典型的不适定反问题。为保证复原过程的稳定性,在二阶梯度域构建了模糊图像复原的高阶全变差正则化模型。针对该模型数值求解的困难,将原问题分解成Tikhonov反卷积和高阶全变差图像去噪2个子问题,并分别对其设计高效... 模糊图像复原是一类典型的不适定反问题。为保证复原过程的稳定性,在二阶梯度域构建了模糊图像复原的高阶全变差正则化模型。针对该模型数值求解的困难,将原问题分解成Tikhonov反卷积和高阶全变差图像去噪2个子问题,并分别对其设计高效的数值求解格式。试验结果表明,该图像复原方法在快速恢复图像细节信息时能够有效地抑制振铃效应和阶梯效应的产生。 展开更多
关键词 图像复原 高阶全变差正则化模型 Tikhonov反卷积 高阶全图像去噪
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混合全变差正则化的全波形反演
4
作者 吴法选 何清龙 《现代物理》 CAS 2022年第5期115-128,共14页
全波形反演(FWI)是一个高度非线性和不适定的数学物理反问题。全变差(TV)正则化方法具有保持解的不连续的性质,然而其对具有一定倾斜角度(如分段线性)的区域会呈现阶梯状伪影。二阶TV (TV2)正则化方法可以减弱阶梯现象,同时很好地保留... 全波形反演(FWI)是一个高度非线性和不适定的数学物理反问题。全变差(TV)正则化方法具有保持解的不连续的性质,然而其对具有一定倾斜角度(如分段线性)的区域会呈现阶梯状伪影。二阶TV (TV2)正则化方法可以减弱阶梯现象,同时很好地保留反演的边缘信息。但二阶TV正则化方法与传统TV正则化相比,其需要更多的计算量。因此,本文基于TV和TV2正则化方法,提出了混合的全变差正则化方法(HTV)。基于Marmousi2模型和Sigsbee模型进行数值实验,数值结果表明相对于TV和TV2正则化方法,HTV正则化方法在反演精度方面具有较好的计算表现。 展开更多
关键词 变差正则化 二阶全变差正则化 混合正则 全波形反演
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基于总变差正则化算法的三维肺部呼吸过程电阻抗成像方法
5
作者 王琦 陆纪璇 +1 位作者 李秀艳 段晓杰 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期53-60,共8页
为了提高对肺部呼吸运动进行连续监测的精确性,针对二维成像不能满足人体结构成像需求的问题,利用三维电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)对肺部呼吸过程进行成像,采用总变差正则化(total variation,TV)算法与Tik... 为了提高对肺部呼吸运动进行连续监测的精确性,针对二维成像不能满足人体结构成像需求的问题,利用三维电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)对肺部呼吸过程进行成像,采用总变差正则化(total variation,TV)算法与Tikhonov正则化算法实现肺部三维EIT成像,并对2种算法在不同呼吸状态下的图像重建结果的误差与肺区域比(lung regional ratio,LRR)进行对比与评价。结果表明:与传统Tikhonov正则化算法相比,仿真数据中,TV算法使三维肺部EIT成像误差降低了58.86%,肺区域比(LRR)准确率提高了14.58%;实验数据中,TV算法使成像误差降低了53.81%,LRR准确率提高了16.33%;说明TV算法比Tikhonov正则化算法更适合进行三维EIT图像重建工作,证明了三维EIT用于人体呼吸运动监测的可行性。 展开更多
关键词 变差正则化算法 肺部三维成像 电阻抗断层成像技术 肺部呼吸 连续监测
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病态总体最小二乘的混合正则化算法 被引量:4
6
作者 孙同贺 闫国庆 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期390-393,共4页
病态问题在大地测量数据处理中广泛存在,单一的Tikhonov正则化算法会造成求解过度平滑,而TV正则化可以更有效地抵抗噪声。本文将Tikhonov正则化和TV正则化两种方法有效结合,推导了具体求解公式并给出相应迭代算法。计算表明,本文提出的... 病态问题在大地测量数据处理中广泛存在,单一的Tikhonov正则化算法会造成求解过度平滑,而TV正则化可以更有效地抵抗噪声。本文将Tikhonov正则化和TV正则化两种方法有效结合,推导了具体求解公式并给出相应迭代算法。计算表明,本文提出的方法在处理病态总体最小二乘问题上稳定性更高。 展开更多
关键词 病态总体最小二乘 TIKHONOV正则 变差正则化 混合正则
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遥感图像盲复原的Bregman迭代正则化方法
7
作者 邢开云 王雅 马友 《科技与创新》 2019年第16期7-9,13,共4页
为解决卫星遥感图像成像时由于各种原因出现的复杂图像退化问题,实现图像快速复原的目的,分析了当前图像盲复原算法,最终通过全差变(TV)正则化算法代替传统图像恢复技术,摒弃复原模糊图像对点扩散函数(PSF)的依赖,较好提高图像的信噪比... 为解决卫星遥感图像成像时由于各种原因出现的复杂图像退化问题,实现图像快速复原的目的,分析了当前图像盲复原算法,最终通过全差变(TV)正则化算法代替传统图像恢复技术,摒弃复原模糊图像对点扩散函数(PSF)的依赖,较好提高图像的信噪比。同时在有效求解全差变正则化泛函最小化问题上,引用了快速分裂Bregman迭代算法,对全差变正则化代价函数进行变形,利用收缩因子交替求解,从而达到减少迭代次数,降低计算复杂度,提高求解效率的目的。实验表明,对多种模糊类型的退化图像进行复原时,该算法确实有效保持了图像细节信息,抑制了噪声,提高了图像分辨率,并且快速高效复原了图像。 展开更多
关键词 图像恢复 点扩散函数 正则 Bregman迭代
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基于非平稳滤波算子的成像域最小二乘偏移 被引量:3
8
作者 郭颂 王华忠 胡江涛 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期404-411,共8页
岩性油气藏储层的精确描述需要宽带波阻抗的成像结果。假设已经得到准确的背景阻抗,可以采用最小二乘叠前深度偏移(LS-PSDM)估计高保真、高分辨率的反射系数,进而采用合理的深度域反演方法,将背景阻抗和宽带反射系数融合成宽带波阻抗成... 岩性油气藏储层的精确描述需要宽带波阻抗的成像结果。假设已经得到准确的背景阻抗,可以采用最小二乘叠前深度偏移(LS-PSDM)估计高保真、高分辨率的反射系数,进而采用合理的深度域反演方法,将背景阻抗和宽带反射系数融合成宽带波阻抗成像结果。LS-PSDM有数据域和成像域两种求解方法。数据域LS-PSDM由于其高昂的计算代价以及较慢的收敛速率,通常不能很好地应用于实际生产中;成像域LS-PSDM的关键是估计线性算子Hessian矩阵的逆,对常规成像结果去模糊,提高成像质量。由于Hessian矩阵规模庞大,无法直接进行计算及存储,研究了成像域最小二乘叠前深度偏移Hessian矩阵逆的近似估计方法:在总变差正则化约束下求解非平稳匹配滤波算子,近似Hessian矩阵的逆。将计算得到的非平稳滤波算子直接作用到常规成像结果上,即得到成像域LS-PSDM的反演结果。该方法极大程度降低了LS-PSDM的计算代价,并且计算稳定,适用于各类偏移算子。局部Sigsbee模型以及Marmousi模型的数值试验结果表明,求得的非平稳滤波算子能够较好地实现Hessian矩阵逆的功能,得到的成像域LS-PSDM结果相较于常规偏移成像结果具有更均衡的振幅,分辨率也有一定提高。根据该方法求解成像域LS-PSDM得到的高保真、高分辨率的反射系数为宽带波阻抗成像提供了重要的数据基础。 展开更多
关键词 宽带波阻抗反演 反射系数 成像域最小二乘偏移 HESSIAN矩阵 非平稳滤波算子 变差正则化 图像去模糊
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脑磁感应断层成像技术的敏感性分析及图像重建 被引量:1
9
作者 陈玉艳 王旭 +1 位作者 吕轶 杨丹 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期782-785,共4页
为了分析脑磁感应断层成像(MIT)技术的敏感性,利用三层同心圆的简单头模型讨论了颅内血肿电导率大小、颅内血肿面积、颅内血肿位置及颅骨电导率大小对接收线圈上感生电压的影响,并利用变差正则化方法对三个不同位置的血肿进行了仿真重建... 为了分析脑磁感应断层成像(MIT)技术的敏感性,利用三层同心圆的简单头模型讨论了颅内血肿电导率大小、颅内血肿面积、颅内血肿位置及颅骨电导率大小对接收线圈上感生电压的影响,并利用变差正则化方法对三个不同位置的血肿进行了仿真重建.仿真结果表明:低电导率的颅骨对接收线圈上感生电压的影响不大,且利用变差正则化方法所获得的重建图像可以大致反映出颅内血肿的位置和大小.与Tikhonov正则化方法相比,重建图像的质量也得到了一定的提高,所以此方法为脑MIT的图像重建提供了一种有效的途径. 展开更多
关键词 磁感应断层成像(MIT) 血肿 感生电压 变差正则化 TIKHONOV正则 图像重建
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一种图像尺寸调整的纹理感知突出边缘模型
10
作者 张文娟 何鑫 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第7期555-559,共5页
图像尺寸调整的目的是将一幅给定图像调整为任意指定大小而不产生视觉扭曲,为此,须定义可靠的图像重要性图.利用总变差正则化空间的高阶统计提出一种新的图像重要性图,称之为纹理感知突出边缘图,基于纹理感知突出边缘图利用重要性扩散... 图像尺寸调整的目的是将一幅给定图像调整为任意指定大小而不产生视觉扭曲,为此,须定义可靠的图像重要性图.利用总变差正则化空间的高阶统计提出一种新的图像重要性图,称之为纹理感知突出边缘图,基于纹理感知突出边缘图利用重要性扩散方法对图像进行尺寸调整.数值实验结果显示,在图像背景杂乱且受到噪声干扰的情况下,与目前流行的其他方法相比,文中方法能获得更好的图像尺寸调整效果. 展开更多
关键词 变差正则化空间 高阶统计 图像重要性图 纹理感知突出边缘图
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基于TV-L^1结构纹理分解的图像融合质量评价算法
11
作者 张斌 罗晓清 张战成 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第9期2701-2706,共6页
为对图像融合算法进行客观准确的综合评价,提出一种基于总变差正则化(TV-L^1)结构纹理分解的评价算法。根据对人类视觉系统的研究,可知人们对图像质量的感知主要来自图像底层视觉特征,而结构特征以及纹理特征是最重要的图像底层视觉特征... 为对图像融合算法进行客观准确的综合评价,提出一种基于总变差正则化(TV-L^1)结构纹理分解的评价算法。根据对人类视觉系统的研究,可知人们对图像质量的感知主要来自图像底层视觉特征,而结构特征以及纹理特征是最重要的图像底层视觉特征,但目前的图像融合质量评价算法并没有利用这两种特征来进行评价。鉴于此,将图像进行二级结构和纹理分解,根据结构和纹理图像蕴含图像特征的不同,从结构图像和纹理图像两方面分别进行相似度评价,综合各级得分得到最终的评价总得分。基于30幅图像的数据集和8种主流融合算法,参照已有的11种客观评价指标,用波达计数法和肯德尔系数检验了该评价指标的一致性,另外在主观评价图像集上验证了该客观评价指标与主观评价的一致性。 展开更多
关键词 图像融合 融合质量评价 变差正则化 结构相似度 结构和纹理分解
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Iterative regularization method for image denoising with adaptive scale parameter
12
作者 李文书 骆建华 +2 位作者 刘且根 何芳芳 魏秀金 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2010年第3期453-456,共4页
In order to decrease the sensitivity of the constant scale parameter, adaptively optimize the scale parameter in the iteration regularization model (IRM) and attain a desirable level of applicability for image denoi... In order to decrease the sensitivity of the constant scale parameter, adaptively optimize the scale parameter in the iteration regularization model (IRM) and attain a desirable level of applicability for image denoising, a novel IRM with the adaptive scale parameter is proposed. First, the classic regularization item is modified and the equation of the adaptive scale parameter is deduced. Then, the initial value of the varying scale parameter is obtained by the trend of the number of iterations and the scale parameter sequence vectors. Finally, the novel iterative regularization method is used for image denoising. Numerical experiments show that compared with the IRM with the constant scale parameter, the proposed method with the varying scale parameter can not only reduce the number of iterations when the scale parameter becomes smaller, but also efficiently remove noise when the scale parameter becomes bigger and well preserve the details of images. 展开更多
关键词 iterative regularization model (IRM) total variation varying scale parameter image denoising
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基于粒子群优化的多层介质光热深度剖面重构
13
作者 陈赵江 方健文 刘世清 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期169-176,共8页
基于热波阻抗法建立了多层介质的一维光热模型,从样品表面调制光热信号出发,采用粒子群优化(PSO)算法和总变差(TV)正则化方法对多层介质的热物性予以深度剖面重构。该方法将多层介质离散成一系列厚度相同的虚拟层,并将待重构的热物性深... 基于热波阻抗法建立了多层介质的一维光热模型,从样品表面调制光热信号出发,采用粒子群优化(PSO)算法和总变差(TV)正则化方法对多层介质的热物性予以深度剖面重构。该方法将多层介质离散成一系列厚度相同的虚拟层,并将待重构的热物性深度剖面以粒子表示,再让粒子在解空间进行优化搜索。数值模拟的结果证明了该方法的有效性和实用性,适合用来重构层数未知的多层介质的热导率和热扩散率剖面。对噪声背景下光热信号的重构结果亦证实了算法的稳定性和可靠性。此外,数值结果也表明上述方法可用于热导率和热扩散率深度剖面的同步重构。 展开更多
关键词 激光技术 光热深度剖面重构 粒子群优 变差正则化 多层介质
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基于L_P范数的磁感应断层成像图像重建算法 被引量:3
14
作者 陈玉艳 王旭 +1 位作者 杨丹 吕轶 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期162-165,共4页
磁感应断层成像(MIT)图像重建是一个典型的病态问题,且其数值解不稳定。为了改善解的病态性而又能提高重建图像的质量,本文在变差正则化算法的基础上提出一种新的基于LP范数的变差正则化算法。该算法不仅有效地克服了MIT重建图像数值解... 磁感应断层成像(MIT)图像重建是一个典型的病态问题,且其数值解不稳定。为了改善解的病态性而又能提高重建图像的质量,本文在变差正则化算法的基础上提出一种新的基于LP范数的变差正则化算法。该算法不仅有效地克服了MIT重建图像数值解的不稳定性,还提高了重建图像的质量,增强了重建图像的空间分辨能力。仿真实验结果表明,该算法所获得的重建图像质量好于Tikhonov正则化算法和变差正则化算法,为MIT提供了一种新的有效方法。 展开更多
关键词 磁感应断层成像(MIT) 重建图像 TIKHONOV正则 变差正则化 Lp-范数
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压缩感知在Micro-CT图像超分辨重建中的应用 被引量:4
15
作者 王丽艳 韦志辉 +1 位作者 罗守华 顾宁 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期487-493,共7页
Micro-CT成像中重建图像的分辨率往往受到X射线的辐射剂量和探测器单元的孔径及大小的限制。在不改变原有成像参数的前提下,通过将重建图像网格的上采样以及重建图像的稀疏性假设先验,提出一种基于全变差模型的Micro-CT图像超分辨率重... Micro-CT成像中重建图像的分辨率往往受到X射线的辐射剂量和探测器单元的孔径及大小的限制。在不改变原有成像参数的前提下,通过将重建图像网格的上采样以及重建图像的稀疏性假设先验,提出一种基于全变差模型的Micro-CT图像超分辨率重建模型。基于扩展梯度投影方法,将模型解耦分解为沿保真项的梯度方向下降、TV去噪、两步迭代结果线性组合这3步交替迭代求解。对模拟图像和实际数据进行了仿真测试,并同传统的滤波反投影方法进行了比较。实验结果表明,该算法能够有效提高重建图像的分辨率。 展开更多
关键词 超分辨率重建 压缩感知 显微计算机辅助断层摄影技术 变差正则化
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基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像 被引量:1
16
作者 杨福刚 陈洋 +1 位作者 Denzel Faulkner Xavier Intes 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期194-200,共7页
针对介观荧光分子层析成像重建问题,提出了一种基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像重建方法。首先应用主成分分析算法对敏感矩阵进行双重降维操作,以消除敏感矩阵中的冗余信息;其次为保持重建结果与目标数据的一致性,对降维后... 针对介观荧光分子层析成像重建问题,提出了一种基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像重建方法。首先应用主成分分析算法对敏感矩阵进行双重降维操作,以消除敏感矩阵中的冗余信息;其次为保持重建结果与目标数据的一致性,对降维后的矩阵进行零填充;最后应用荧光光强测量数据和填充后的敏感矩阵,经带有总变差正则化项的联合代数重建技术重建组织中荧光探针的三维分布。为了评估所提方法的性能,设计了计算机数值仿体实验和血管树实验。实验结果表明,文中所提方法既提高了算法的重建精度和抗噪声性能又缩短了重建时间。因此,文中所提方法适用于介观荧光分子层析成像重建研究。 展开更多
关键词 介观荧光分子层析成像 联合代数重建技术 主成分分析 变差正则化 重建
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