基于等角多段探测器的非均匀采样CT直接FBP重建算法研究

本文提出了一种基于等角多段探测器的非均匀采样计算机断层成像(Computed Tomography,CT)系统,并针对该系统推导了直接滤波反投影重建算法,分析了算法在处理非均匀采样CT数据时的局限性,特别是算法中权重函数的非光滑性对重建图像的影响。本文的理论推导和仿真实验结果显示:尽管直接滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)重建算法可能导致环状伪影,但通过适当的系统设计,这些伪影的影响可以被控制在可接受的范围内,并能保持图像的分辨率,使得基于等角多段探测器的非均匀采样CT的FBP算法具有一定的实用价值。本文研究成果为新型CT系统的设计和优化提供了理论依据和实践指导。

基于多尺度邻域收缩和结构滤波的加权PRNU模型

光响应非均匀性(Photo-Response Non-Uniformity,PRNU)是一种反映成像传感器缺陷的固有特征,可有效识别拍摄该数字视频的相机来源。针对网络压缩视频识别效果不佳的问题,提出一种基于Stein’s无偏风险估计的多尺度邻域值收缩滤波和自适应边缘结构保持的平滑滤波算法,并构建一个加权PRNU提取模型。该模型首先对跳过环路滤波的视频帧进行基于双树复小波的多尺度变换,使用基于Stein’s无偏风险估计的多尺度邻域值收缩滤波算法估计所有高频子带,得到噪声残差后,利用自适应边缘结构保持平滑滤波对复杂的噪声残差进行平滑处理,采用基于量化参数加权的最大似然估计方法聚合噪声残差得到PRNU的乘性因子,最后经过预处理得到PRNU。在Vision数据集上的实验结果显示,所提出的模型在视频时长为15 s时,移动和旋转参考指纹下的AUC值分别为0.9551和0.9549,Kappa系数分别为0.8403,0.8889和0.9132,均优于现有算法。

一种设计近似完全重构非均匀余弦调制滤波器组的新算法

该文提出了一种设计近似完全重构非均匀余弦调制滤波器组的新算法。针对现有合并算法中非均匀滤波器组性能无法直接控制优化的缺点,新算法把非均匀滤波器组的设计问题归纳为一个关于原型滤波器的无约束优化问题,其中目标函数是非均匀滤波器组传递失真与原型滤波器阻带能量的加权和,最后利用线性迭代算法求解该优化问题。理论分析和数值实验表明,新算法获得的非均匀余弦调制滤波器组比现有算法设计的滤波器组整体性能更佳。

基于时域高通滤波的非均匀性校正算法研究

实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是红外探测系统研究中追求的重要目标,对提高红外探测系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量具有重要意义。分析基于时域高通滤波的红外焦平面自适应非均匀校正算法的视觉神经机制以及滤波器的幅频特性。通过对实际红外图像的实验,提出正确选取时间常数是影响该校正方法最重要的因素。

基于多尺度时域矩匹配的自适应非均匀性校正算法（英文）

非制冷红外焦平面阵列的固定图案噪声具有与条带噪声相类似的特性.通过对矩匹配算法和时域高通滤波算法的研究,提出了一种多尺度时域矩匹配非均匀性校正算法.首先利用高斯金字塔对相邻帧待校正图像进行全局运动估计,然后对各尺度的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔分别进行时域矩匹配.对真实红外图像序列的实验结果表明,该算法在提高收敛速度的同时可有效减少鬼影现象的出现.

基于LMS滤波算法优化数控加工速度误差的应用

针对数控加工过程中速度误差导致加工精度低的问题,研究所加工零件的加工精度、切削加减速误差和切削加速度变化规律等,提出基于LMS滤波算法的数控加工速度误差优化。通过对非均匀有理B样条(NURBS)曲线进行仿真加工,对数控机床加工速度进行自适应控制。通过引入最小均方算法进行误差分析,从而提高插补速度精度,使数控机床加工误差降低、效率提高。通过实验测试对所提误差控制方法进行验证。结果表明:基于LMS滤波算法优化数控加工误差控制,不仅使数控机床加工速度得到提高,还有效解决了数控机床加工运动过程中存在的加工误差问题,使加工精度得到有效提升,证明所提加工误差控制方法具有一定可行性。

一种非均匀图滤波器组的设计方法

针对图频率分布不均匀的情况,提出一种非均匀图滤波器组的设计方法。根据图频率的分布特性,设计了具备良好频率选择特性及顶点域局部特性的非均匀分析滤波器。先用低阶非多项式滤波器近似高阶多项式滤波器,再在给定分析滤波器和子带信号的前提下,将重构问题归结成一个最小二乘问题。由于直接求解优化问题会涉及矩阵求逆,为了解决在大规模图的情况下计算复杂度高的问题,采用一种预处理梯度法对优化问题进行迭代求解,且能分布式实现。仿真结果表明,通过该方法设计的非均匀图滤波器组能实现完全重构,且其分析滤波器具备良好频率选择特性及顶点域局部特性。与其他迭代方法相比,该方法具有较快的收敛速度和较低的计算成本。

一种改进的卡尔曼滤波算法在非均匀校正中的应用

提出了一种改进的卡尔曼滤波算法,并将其应用于红外焦平面成像非均匀校正过程中。该算法合理的分配了传统卡尔曼滤波算法的计算量,克服了传统卡尔曼滤波算法计算量分配不均的不足,使该算法在相同的条件下不仅能更容易对非均匀校正算法进行实时处理,而且还能支持更高的分辨率。

基于场景的红外非均匀性校正算法对比研究

红外技术发展到今天,红外凝视焦平面探测器阵列性能高、使用简单,从而成为红外系统的主流。但是,红外探测器的工艺和技术生产不出像可见光CCD那样均匀的红外器件,红外探测器阵列的非均匀性一直是红外凝视探测器的主要缺陷。人们开发了多种非均匀性校正算法,尤其是基于场景的自适应算法,极大地弥补了探测器的非均匀性缺陷。但是到目前为止,各种算法都有一定的局限性,尚不能彻底解决非均匀性问题。针对目前常用的几种非均匀性校正算法,包括时域高通滤波算法、神经网络算法、恒定统计量算法等,在天空、地面等不同场景条件下进行了仿真测试,对算法的实施效果进行了对比分析。

红外焦平面非均匀校正的综合处理算法

时域高通滤波的算法具有简单 ,易于实现的优点。但其在既有加性噪声 ,又有乘性噪声时校正效果难以令人满意。神经元网络算法在噪声较强时 ,校正效果受到了限制。针对既有加性噪声 ,又有乘性噪声 ,且加性噪声较强的情况 ,提出了红外焦平面非均匀校正的综合处理算法。仿真证明 。

一种基于海杂波非均匀性度量的目标检测方法

针对海杂波的非均匀、非平稳特性导致传统自适应滤波方法无法获得服从复高斯分布且均匀的样本,检测性能显著下降的问题,提出了一种基于非均匀性度量的可变尺度混合目标检测方法.该方法将TDS和SDS方法各自的优势结合,根据广义内积计算出的样本非均匀度筛选出均匀样本,通过二次使用广义内积对样本进行分级挑选,自适应地调节整个检测场景的协方差矩阵混合权重,以提高杂波协方差矩阵的估计精度.实测结果表明,所提方法能有效减轻由于温湿度等影响在非均匀环境中产生检测虚警较多的问题;在提高杂波抑制性能的同时能保持目标信号能量的损失较小.

红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究

在分析红外焦平面阵列非均匀性校正现行算法的基础上 ,提出了一种具有自适应性能的新算法 .该算法以小波变换中的滤波器理论为基础 ,通过将图像序列在时间域的尺度分解和相应统计量计算 ,获得在红外焦平面校正中起影响的偏置和增益系数 .

基于照度调整的矿井非均匀照度视频图像增强算法

由于煤矿井下空间环境受粉尘等因素的影响,视频监控系统获取的作业环境图像存在照度低、照度不均匀等问题,而且现有的算法在处理煤矿非均匀照度图像时会出现颜色失真或者过增强现象,这不利于对图像的判读和应用。结合煤矿的实际数据,提出了一种新的图像增强算法,克服了现有算法存在的问题:分析井下视频图像特点,采用具有边缘保持特性的多尺度引导滤波获取照度分量;基于Retinex理论,将图像分解为照度分量与反射分量;针对照度不均匀的特性,提出一种新的"S型"曲线函数对其进行调整;分析图像的特性,引入受限对比度自适应直方图对其对比度进行增强;提出新的图像增强模型,利用细节增强系数和照度增强系数实现对图像的综合增强。与其他4种算法的对比试验表明,本文算法在主观评价和客观评价方面都优于上述算法。实验证明,本算法具有有效提升图像整体亮度和对比度,同时避免光源附近亮区域的过增强现象的特点,能够满足矿山实际应用需求。

二维非均匀多孔介质中不可压两相驱替的有限分析算法

为提高油藏数值模拟算法的计算效率,在求解单向稳态渗流的有限分析算法基础上,构建二维非均匀多孔介质中不可压两相渗流的有限分析算法.算法中,网格界面上的平均渗透率不是简单地取为相邻网格渗透率的调和平均值,而是通过奇点邻域解析解积分求得.相比于传统的数值算法,有限分析算法随着网格的加密,能够很快地收敛(仅需将原始网格细分至2×2或3×3),并且其计算精度和收敛性不依赖于介质的非均匀强度,从而计算效率得到提高.

基于Retinex的自适应非均匀低照度图像增强算法

非均匀低照度图像会影响目标识别跟踪的效果,为了增强非均匀低照度图像,提出一种基于Retinex理论的自适应亮度层图像增强算法;首先将图像HSI模型中I层图像分离出来;然后通过Retinex理论和多尺度引导滤波器获得I层的入射分量,根据输入图像的均值自动获取调整参数k,对入射分量的亮度进行自适应调整;最后通过主成分分析法(PCA)提取两个图像中的细节特征并进行融合;对比实验表明,该算法能有效提升非均匀低照度图像的整体亮度和细节信息,同时减少非均匀照度的影响。

非均匀采样下Savitzky-Golay算法的研究

简单介绍了均匀采样下Savitzky-Golay滤波与非均匀采样,提出一种基于数据的非均匀采样的Savitzy-Golay算法,并对该算法进行matlab建模验证比较,简要说明了其可行性。

红外焦平面阵列非均匀性的校正方法研究

针对读出电路与探测器产生的非均匀性,并对递归最小二乘非均匀校正算法(RLS算法)进行扩展和改进,提高非均匀校正的精度和算法的收敛速度。首先对红外焦平面阵列的非均匀性进行建模仿真,根据建立的模型利用局部恒定统计法对读出电路产生的非均匀性进行校正,然后采用自适应中值滤波算法(RAMF算法)对图像进行预处理,从而提供给后续RLS算法具有较低噪声的图像,实现RLS算法对探测器的非均匀性校正。仿真结果表明提出的算法能够有效地抑制读出电路对校正精度的影响,消除图像的非均匀性,同时采用RAMF算法对图像的预处理过程,能够加快RLS算法的收敛速度,提高信噪比,获得较好的非均匀性校正效果。

基于场景的红外焦平面非均匀校正技术分析

补偿固定噪声的时间漂移是红外焦平面非均匀校正技术中面临的一个重要问题 .本文考察了近期提出卡尔曼滤波算法、校正统计算法与代数算法 ,分析其解决固定噪声随时间漂移的机理 ,并对算法性能进行综合评价 。

基于输出时滞方法的非均匀采样数据系统传感器故障检测(英文)

研究一般非均匀采样数据系统鲁棒传感器故障检测设计问题.首先,基于输出时滞方法将非均匀采样数据系统转换成具有时变时滞输出的连续系统;然后,选择故障检测滤波器作为残差产生器,并将故障检测设计问题描述成一个多目标优化问题,即连续时间过程噪声和离散时间测量噪声对残差信号的H∞范数小于一个给定值,同时传感器故障对残差信号的l2增益大于一个给定值,基于输入输出方法以矩阵不等式的形式给出该多目标优化问题有解的充分条件;进一步的,提出一个迭代算法来权衡噪声鲁棒性与故障灵敏度,并将矩阵不等式转换成可解的线性矩阵不等式.最后,对某型飞控系统的仿真实验验证了所提方法的有效性.

基于刚度与应力问题的多相材料双尺度拓扑优化研究

本文针对双尺度晶格结构的优化设计,在质量约束条件下,提出了一种将均匀化方法与快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)相结合的拓扑优化方法,并引入双向渐进(BESO)思想指导单元的增删.对于双尺度优化设计,利用均匀化理论实现了微观尺度与宏观尺度的耦合.为了解决工程应用中的多相材料布局以及结构刚度、应力双目标优化问题,引入带有加权因子的材料插值方案,利用改进的密度插值函数推导出带惩罚因子的灵敏度计算公式,利用全局p范数应力方案消除应力的局部行为.为了使多相微观结构具有较强的边界连通性,对微观单元进行基于密度的边界设计.最后,对经典的L型梁与二维支撑结构进行优化设计,分析了p范数应力参数对优化结果的影响.结果表明,所提出的算法可以有效地使双目标达到最优解的平衡状态.此外,通过与经典的均匀化算法以及相关领域研究的结果进行对比,证明了所提出算法在多相材料以及双目标优化问题中的优越性,为未来双尺度优化解决工程问题提供了一定的理论基础.