图像缩放的分片连续算法

在图像处理中 ,传统的放大或缩小变换不能保证图像内各物体之间边界的清晰 ,这往往不能适合许多场合的应用 .为此 ,提出了一种新的图像缩放方法 .该方法对源图像建立了分片连续数学模型 .应用本方法得到的图像 ,边界分明、层面清晰、色彩丰富 ,忠实地反映了原始图像的面貌 .

带有P_0函数的非线性互补问题的一个新的非内点连续算法

研究带有P_0函数的非线性互补问题.基于一个新的光滑函数,把问题近似成参数化的光滑方程组,并且给出一个新的非内点连续算法.所给算法在每步迭代只需要求解一个线性方程组和执行一次Armijo类型的线搜索.在不需要严格互补条件的情况下,证明了算法是全局收敛和超线性收敛的.并且,在一个较弱的条件下该算法具有局部二阶收敛性.数值实验证实了算法的可行性和有效性.

多频激励微波非线性电路分析及其同伦连续算法

本文分析了微波非线性电路在多频激励下的频域稳态响应，给出了同伦连续这一简单有效的算法，结合实际计算了实例。

单调变分不等式可行与非可行点组合的连续算法

本文给出了单调变分不等式问题一个新的连续型求解方法，方法的实现依赖于一系列含有四个参数的摄动单调变分不等式的求解．其中摄动参数要求的条件较为温和，这使得本文方法成为可行点与非可行点算法的有机组合和统一．在适当的假设条件下，我们分析和证明了摄动变分不等式问题解的存在性，唯一性和算法的强收敛性．

PC连续算法中多重奇异点的判断法

讨论了多重奇异点，包括多重极限点和多重分歧点的某些性质．在这个基础上，给出了一种多重奇异点的判别方法．

有界约束单调变分不等式的内点连续算法

讨论变分不等式问题 VIP( X,F) ,其中 F是单调函数 ,约束集 X为有界区域 .利用摄动技术和一类光滑互补函数将问题等价转化为序列含两个参数的非线性方程组 ,然后据此建立 VIP( X,F)的一个内点连续算法 .分析和论证了方程组解的存在性和惟一性等重要性质 ,证明了算法很好的整体收敛性 。

变分不等式可行点的一种新有效连续算法

介绍了一种变分不等式的新的解法,该方法是通过解方程来实现。

压缩感知理论下基于快速不动点连续算法的地震数据重建

地震勘探中由于采集成本和采集条件等因素导致的地震数据不完整性极大地影响了地震数据的后续处理。为此,引入了一种压缩感知理论下的快速不动点连续(fast fixed point continuation,FFPC)算法对缺失的地震数据进行重建。首先对地震数据进行小波变换,然后根据要求选择合适的测量矩阵对地震数据进行缺失处理,最后采用FFPC算法重建缺失后的稀疏地震数据。模型数据及实际地震数据测试结果表明,该算法能够很好地完成地震数据重建,重建后的地震数据具有较高的信噪比。相对于不动点连续(fixed point continuation,FPC)算法,FFPC算法耗时更短、重建效率更高;相对于传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)以及最小化L1范数的谱投影梯度(spectral projected-gradient for L1minimization,SPGL1)等算法,FFPC算法的重建精度更高。

非线性互补问题的一种不可行非内点连续算法

基于Chen-Harker-Kanzow-Smalc光滑函数,对单调非线性互补问题NCP(f)给出了一种不可行非内点连续算法,该算法在每次迭代时只需求解一个线性等式系统。执行一次线搜索;算法在NCP(f)的解处不需要严格互补的条件下,具有全局线性收敛性和局部二次收敛性.

求解半定互补问题的一种非内点连续算法

基于光滑FB函数理论和中心路径原则,提出求解半定互补问题的一种非内点连续算法,在适当的条件下证得其全局线性收敛性和局部二次收敛性,并通过数值试验验证了算法可行性和有效性。

一种非线性互补问题的不可行非内点连续算法

基于Chen Harker Kanzow Smale光滑函数 ,针对单调非线性互补问题给出了一种不可行非内点连续算法—预估校正算法 ,并在适当的假设条件下 ,证明了算法具有全局收敛性和局部二次收敛性 。

基于高光谱和连续投影算法的猕猴桃叶片氮平衡指数的估测

通过研究猕猴桃叶片氮平衡指数(Nitrogen balance index,NBI)与高光谱反射率之间的关系,建立合适的遥感估算模型,以期为指导陕西咸阳地区猕猴桃生长监测及田间精准施氮奠定理论基础。以陕西省咸阳市杨凌区的徐香猕猴桃为主要研究对象,测定其高光谱反射率、叶片氮平衡指数,通过一阶导数、二阶导数、连续统去除和标准正态分布光谱变换,分析包含原始光谱在内的5种不同光谱与叶片氮平衡指数之间的关系;进一步通过连续投影算法,剔除冗余信息,筛选出特征波长,并基于不同光谱的特征波长,使用单因素回归模型、随机森林回归(Random forest regression,RF)模型、支持向量机回归(Support vector regression,SVR)模型和偏最小二乘回归(Partial least square regression,PLSR)模型进行建模,比较模型精度。结果表明,当NBI值不同时,猕猴桃叶片相关指标的变化趋势类似:可见光波段的反射率随NBI值的增加呈现下降的趋势,而近红外波段反射率的变化趋势则与之相反,表现出随NBI值的增加而上升的趋势;部分光谱变换可以增加通过0.01水平显著性检验的波段数,提升与NBI值的相关性,其中连续统去除光谱的敏感波段数增加得最多,增加了190个,一阶导数光谱相关系数的绝对值最大值为0.77;连续投影算法可最大限度地减少数据的冗余,最高降维比达99%,在大幅提高计算效率的同时提高了模型的精度;与单因素回归模型相比,多因素机器学习模型对猕猴桃氮平衡指数的估算能力较高,其中SNV-SVR的表现最好,决定系数(R 2)为0.82,相对百分比差异(RPD)为2.34。在今后对猕猴桃氮平衡指数的估测中,可优先考虑本研究模型。

一种改进的连续域蚁群算法

针对连续域蚁群算法(ACOR)陷入局部最优、收敛精度较差等缺陷,提出了一种改进连续域蚁群算法.首先,通过改进ACOR算法选择指导解的方式增强种群多样性;其次,利用惯性权重对均值更新公式进行了改进,并对ACOR算法中ζ参数进行线性递减处理;最后,为了帮助算法在陷入停滞时尽快跳出局部最优,用差分变异策略对算法的搜索进行监控,搜索陷入停滞时产生新解,并通过筛选出更好的解跳出局部最优.设计了两种维度环境的实验,其中包括16个可变维度函数和4个固定维度函数,并展示了改进算法与其他几种算法的寻优结果.结果表明,所提出的改进算法在搜索的过程中有效地缓解了上述缺陷.

基于连续变化检测和分类算法的动态遥感生态指数构建

沿海地区经济社会高速发展,是生态环境变化的焦点区域。然而,沿海地区云雨天气频发,遥感信息获取能力受限,导致遥感生态质量指数(RSEI)评价结果受成像日期变化而波动,可比性较差。针对以上问题,研究利用连续变化检测和分类(CCDC)算法构建时间序列模型,通过合成任意时刻影像、重构遥感生态指数以及改进指数归一化方式,研发了一种动态遥感生态指数(DRSEI),细化了RSEI在区域生态质量监测的时间尺度,并应用于沿海城市宁波生态质量时空变化监测。结果表明:(1)RSEI对时间差异较为敏感,当影像年内成像时间相差逾1个月,RSEI差异可达0.147,这种差异会对长期生态质量动态监测的稳定性和准确性造成影响。(2)基于合成影像的DRSEI平均绝对偏差为0.097,接近成像时间相差半个月的RSEI差异(0.072),误差相对较小,一定程度上减小了真实影像时相差异引起的误差。(3)DRSEI能够表征任意时刻生态质量,通过年际(1986—2019年)和半月际(2019年)DRSEI分析揭示了宁波市生态质量总体下降趋势和时空异质性加剧过程。具体地,1986—2019年宁波市南部和西部森林区域的DRSEI持续上升,而近郊农田快速转化为建成区导致DRSEI不断下降。研究提出的DRSEI能够精确描述区域生态质量变化趋势,准确定位生态质量变化转折点,有望服务海岸带地区的生态质量定期监测与评估工作,支持沿海城市高质量发展与生态环境保护。

基于连续聚类算法的农村电网源储优化设计方法

农村电网负荷具有明显的季节性特点,配置光伏等可再生能源发电设备后,系统净负荷波动情况更为复杂,给电网源储设备的最优设计带来了新的挑战。为此提出一种基于连续聚类算法的农村电网源储优化设计方法。该方法可根据系统运行状态调节优化场景中各运行点对应的时间尺度,在有效压缩数据量的同时保真刻画农村电网运行特性。同时,建立了农村电网源储优化设计模型。算例分析表明该方法可有效提高农村电网源储优化设计的准确性。

连续时间量子行走算法在截断单形晶格上的搜索研究

为证明连续时间量子行走算法在结构型数据库上的搜索可以实现二次加速的效果,对结构型数据库中的截断单形晶格类型,进行了连续时间量子行走算法的应用研究。首先对截断单形晶格进行对称性分析,确定系统演化所处的希尔伯特空间,然后用哈密顿量本征态与基础态的平方叠加、和简并微扰理论两种方法来求解系统演化需要的临界跳跃率。最后通过对图中的边进行加权的方法,合并了量子搜索的步骤,缩短了系统演化的时间,从而实现了平方加速的效果,并表明了边的权重对量子搜索过程的影响。

一种简化的时域非连续伽略金阻抗边界算法

针对时域非连续伽略金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法中的阻抗边界条件问题开展研究.阻抗边界条件中的频域算符jω一般在根号内部,其在时域数值算法中的实现有一定难度.另一方面,DGTD算法中数值通量表达式也含有阻抗边界条件,这也进一步增加了频时转换难度.为了能给出简化的DGTD阻抗边界算法,本文首先针对数值通量表达式进行推导,得到一个特定函数Z_(R),该函数包含频域算符jω,函数以外表达式不含频域算符jω,这样就可以仅处理Z_(R)的频时转换问题.由于Z_(R)形式复杂,对Z_(R)进行矢量匹配处理,得到关于jω的一阶有理分式,进而得到其时域迭代式.这一过程简明、易于实施,还可避开矩阵计算.本文方案经一维及三维算例验证,精度很好,针对特定电磁问题如涂覆层问题可大幅降低计算时间.

一种强鲁棒性的时域非连续伽略金可穿透薄层算法

本文研究了时域非连续伽略金算法(discontinuous Galerkin time-domain,DGTD)中的可穿透薄层问题,薄层问题属于多尺度问题,精确建模资源消耗太高难以实施,可采用近似方案.研究发现采用等效表面电流激励易产生发散,为提高计算方案鲁棒性,研究了电磁场修正方案,这一方案允许采用参数很大的薄层(高介电系数),其计算方法简便易行.此外,还给出了多层介质薄层的仿真方案,并对相关数值算例进行验证,结果说明了本文算法的精确性和有效性,本文方案可用于复杂薄层电磁问题的快速求解.

紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法的水体磷酸根离子检测研究

在工业锅炉中随着水蒸气蒸发,大量的钙镁离子留在炉水中,如果不加处理,在水冷管中会形成水垢,造成爆管停炉。为了保障设备的安全运行,消除安全隐患,工业上通过维持水中一定含量的磷酸根离子来去除锅炉中的钙、镁水垢。传统的磷酸根离子检测技术主要有比色法、分光光度法、色谱法、电位法等,这些方法前期处理步骤较繁琐且耗时较长。光谱法是通过测定物质的吸收光谱并建立和浓度关系的数学模型,对物质浓度定量的一种分析方法。为了满足磷酸根离子快速、实时测量的要求,提出了一种基于紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法快速测量磷酸根离子的方法。按照我国《工业锅炉水质GB/T 1576—2018》中所规定的进入热水锅炉前的水质参数要求,配置37份浓度范围在5~100 mg·L^(-1)磷酸根溶液,使用搭建的实验装置,采集紫外吸收光谱。使用SPXY将样品按照7∶3的比例随机划分训练集、测试集;使用Savitzky-Golay(S-G)滤波对数据预处理以提高光谱的信噪比;通过连续投影算法(SPA)压缩光谱数据,筛选出5个与磷酸根强相关的特征波长;使用极限学习机(ELM)将特征波长处的吸光度与样本浓度进行拟合,以决定系数R2和均方根误差RMSE作为模型评价指标,建立磷酸根离子的回归模型。采用所提出的建模方法所建立的模型训练集的R2与RMSE分别为0.9972和1.3015 mg·L^(-1),测试集的R^(2)与RMSE分别为0.9995和0.5174 mg·L^(-1)。为了验证所提出的SPA-ELM预测模型效果,另外建立了LASSO-ELM、PCA-ELM、SPA-PLS和SPA-SVR四种预测模型进行对比。实验结果表明,SPA-ELM建立的预测模型的R2和RMSE均优于其他四种预测模型,说明采用的特征选择方法和回归方法均为最优,能够对磷酸根浓度范围为5~100 mg·L^(-1)的水体进行准确预测,为水中磷酸根离子的检测提供了一种新的解决方法。

基于连续投影算法的土壤全氮和碱解氮含量高光谱估测

基于高光谱数据构建土壤全氮和碱解氮含量估测模型,为准确快速检测植烟土壤全氮和碱解氮含量提供新方法。以会东县和会理市植烟土壤为研究对象,利用高光谱成像获取土壤光谱反射率数据,应用连续投影算法(SPA)和相关分析法(CA)筛选特征波段,并分别采用全波段和特征波段构建偏最小二乘回归(PLSR)、岭回归(RR)和核岭回归(KRR)模型来估测土壤全氮和碱解氮含量。结果表明:(1)原始光谱经4种预处理方法处理后,建立的估测模型精度均有提高;其中经一阶导数(D1)组合标准正态分布(SNV)预处理后,使用全波段建立的全氮和碱解氮含量估测模型精度均较高。(2)SPA筛选出了10个土壤全氮特征波段,13个土壤碱解氮特征波段,分别占全波段数量的2.58%和1.98%。(3)原始光谱经D1-SNV预处理后,用SPA筛选特征波段构建的全氮和碱解氮含量KRR估测模型性能均较好;全氮估测模型验证集决定系数(R^(2))为0.87,均方根误差(RMSEV)为0.23,相对分析误差(RPD)为2.77;碱解氮估测模型验证集的R^(2)为0.91,RMSEV为14.15,RPD为3.39。运用SPA结合KRR构建的模型能较好地估测研究区土壤全氮和碱解氮含量,D1-SNV-SPA-KRR方法可实现该地区全氮和碱解氮含量的准确估测。