基于迭代p阈值算法压缩感知磁共振成像重构

从优化网络结构出发,在基于迭代软阈值网络的压缩感知磁共振成像深度网络基础上,加入由p阈值函数组成的优化模块,进一步优化软阈值函数,以抑制噪声,减少重建误差,从而提高重建质量。上述算法结合了压缩感知磁共振重建和深度学习的优势,所有参数都是端到端学习得到的,既具有很好的理论可解释性,又具有良好的网络泛化能力。对上述算法与其它算法进行对比,仿真结果表明,所提算法提高了磁共振成像的重建精度,特别对于结构复杂的磁共振图像重建效果更好。

基于遗传算法的简易优化及阈值确定研究

为了保持原始功能磁共振成像(function Magnetic Resonance Imaging, fMRI)数据的空间结构实现噪声体素移除,提高聚类的效果,提出了一种基于遗传算法的简易优化算法.以广义线性模型(Generalize Linear Model, GLM)方法获取的数据作为大脑视觉刺激的真实激活模板,基于遗传算法对5位被测者的fMRI数据图像进行分析.取不同阈值(0.1~0.9)时交叉率和变异率为0且具有唯一的最优值为模糊C均值聚类算法(Fuzzy C-Means, FCM)结果,依据真实模板验证聚类结果的准确度.结果表明,相比原始的FCM方法,改变阈值的大小可以使FCM聚类结果的准确度得到有效提高.通过简易优化遗传算法,可以确定最佳阈值为0.6.

基于FCM及快速迭代收缩阈值算法的平面ECT图像重建

为提高平面阵列电容成像系统的成像精度,提出一种基于模糊C均值聚类(FCM)进行数据优化的快速迭代收缩阈值算法(FISTA)。根据平面阵列电容数据的特点,首先利用FCM算法对测量电容值进行分类,保留有效电容值,实现电容向量降维;然后利用离散小波基(DWT)对灰度值进行稀疏表示,并建立L1正则化模型,采用FISTA进行求解,以实现图像重建;最后将FCM处理后的电容值分别用于Landweber算法、Tikhonov算法进行重建对比。仿真与实验结果表明,该算法重建图像的平均相对误差约为0.0527,平均相关系数约为0.9422,均优于其它算法,且重建图像伪影较少,更接近真实情况;因此,所提算法具有更好的重建效果。。

基于小波阈值降噪算法的滚动轴承故障诊断

滚动轴承因平稳的运行特性广泛用于工业生产领域,其安全稳定运行对工业生产有重要意义.针对滚动轴承的故障诊断问题,提出基于小波阈值降噪(wavelet threshold denoising,简称WTD)算法.研究结果表明:相对于其他3种算法,WTD算法具有较强的故障诊断能力.因此,WTD算法具有有效性.

具有局部自适应阈值的SIFT快速图像匹配算法

针对传统SIFT匹配算法复杂、特征冗余点多、难以满足实时性等问题,本文提出了一种具有局部自适应阈值的SIFT快速图像匹配算法。首先,所提方法在SIFT算法的基础上,对构建的高斯金字塔进行了优化,通过减少金字塔层数来消除冗余特征点以提高检测效率,并根据图像局部对比度来自适应提取FAST算法中的阈值从而实现高质量的特征点检测,筛选出鲁棒性较强的特征点进行更准确的匹配;其次,采用高斯圆形窗口建立32维降维特征向量,提高算法运行效率;最后,根据匹配特征点对之间的几何一致性对特征点进行提纯,有效减少误匹配。实验结果表明,本文方法在匹配精度和运算效率方面的综合表现均优于SIFT算法及其他对比匹配算法,相比传统的SIFT算法,匹配精度提高了约10%,算法运行时间缩短了约49%。在图像发生尺度、旋转以及光照变化的情况下,正确匹配率在93%以上。

最小支配阈值集问题的降阶回溯算法

图论中的最小支配阈值集问题是组合优化中的一个NP-Hard问题,该问题是最小支配集问题的一个扩展问题。基于给定无向图G=(V,E)和阈值r的最小支配阈值集问题进行研究,首先得出一些可以降低问题规模的数学性质并证明,利用这些性质可以减小问题规模,降低问题的求解难度;然后设计出上界子算法、下界子算法和降阶子算法,并基于这些子算法提出了一种可以减小问题规模同时得到最优解的降阶回溯算法BAR;最后,通过一个示例分析和若干随机算例测试验证了降阶回溯算法可有效降低问题的求解难度。

基于改进袋獾算法的破片图像多阈值分割

针对静爆场中所拍摄图片存在破片目标小、背景复杂的问题,提出一种基于改进袋獾算法的破片图像多阈值分割。基于Tent混沌映射初始化种群,加入自适应权重策略以提高算法全局搜索能力,结合精英反向学习策略来避免算法过早陷入局部最优。基于优化袋獾算法求解Tsallis相对熵的最小值,作为目标函数值计算最佳阈值对破片图像进行目标分割。仿真结果表明,ITDO在12类基准函数上相较于其他算法表现出更强的收敛性和稳定性。ITDO-Tsallis算法与其他两种先进算法相比,收敛时间更快、求解目标更精准,说明该算法能有效解决静爆场破片图像目标分割问题。

改进沙猫群优化算法的2D-OTSU多阈值图像分割

针对传统多级阈值图像分割方法精度低、收敛速度慢的问题,提出一种改进的沙猫群优化算法(Improved Sand Cat Swarm Optimization, ISCSO)用于全局优化,并应用于2D-OTSU多阈值图像分割任务。通过使用Henon混沌映射和反向折射机制初始化种群,使得种群的分布更加均匀,提高搜索的起始状态,从而增加算法的全局搜索能力;采用非线性灵敏度更新公式来平衡搜索多样性和收敛精度;引入可变螺旋搜索策略改进位置更新算法,以确保算法具有较好的搜索多样性和跳出局部最优解的能力。选取6张测试图像对ISCSO算法进行2DOTSU多阈值图像分割实验,采用峰值信噪比(PSNR)、特征相似性指数(FSIM)和结构相似性指数(SSIM)对实验结果进行评价。实验结果表明,基于ISCSO算法的2D-OSTU多阈值图像分割方法在图像分割任务中85.2%的结果优于对比算法,具有较强的搜索精度和收敛速度,这证明了ISCSO算法在图像分割领域的有效性和潜力。

基于贝叶斯算法优化的多阈值图像分割仿真

在多阈值图像分割过程中,若分割精度较低,会直接影响图像的分割效果。为提升图像的分割精度,提出基于贝叶斯算法优化的多阈值图像分割方法。通过确定贝叶斯算法优化时存在的影响因素,建立对应的适应度函数实时更新算法中种群个体适应度值;利用最小爬山法对算法中的变量展开独立性测试,建立算法的优化框架,利用蚁群算法学习贝叶斯网络结构,寻找算法种群的高阶优良模式,从而实现贝叶斯算法的优化;基于贝叶斯优化算法对图像灰度级的发生概率均值展开计算,获取图像类间方差,确定最佳分割阈值完成多阈值图像的分割处理。实验结果表明,所提方法在图像分割时,概率兰德系数(PRI)值接近1,全局一致性误差指数(GCE)与信息变化指数(VOI)值小,表明所提方法性能高、图像分割效果好。

基于阈值和区间筛选的SCMA多用户检测算法

在5G通信用户信息高吞吐量和大规模连接应用场景下,稀疏多址接入(sparse code multiple access,SCMA)可用于改善5G智慧场景通信质量。为了降低SCMA系统检测端算法复杂度,基于Max-log-MPA算法,提出了一种基于单阈值门限和区间范围的多参数组合设定的消息传递算法。在用户信息值迭代运算前利用门限阈值进行判断,当满足设定条件后方可参与算法的迭代过程,迭代计算过程中再次设定区间参数进行过滤筛选,使得通信场景所需的用户节点概率值参与计算,用户信息得到译码,2部分参数均可一定程度筛选用户信息值,从而达到降低算法复杂度的目的。仿真结果表明,提出的算法收敛速度和算法复杂度明显优于消息传递算法(message passing algorithm,MPA),误比特率(bit error ratio,BER)性能损失也可得到保证,在误码率性能和算法复杂度权衡之间有灵活的参数组合方案,具有很强的适应性。

改进?鱼优化算法和熵测度的图像多阈值分割

针对传统图像多阈值分割方法存在效率低、分割质量差等问题,提出一种改进?鱼优化算法并结合熵测度(weight lens remora optimization algorithm,WLROA)的图像多阈值分割方法。针对?鱼优化算法易陷入局部极值等缺陷,引入透镜成像反向学习策略,生成透镜反向解来增加种群多样性,进而提高算法跳出局部极值能力;提出一种自适应权重因子,对个体位置进行自适应扰动,提高算法探索能力。以最小化交叉熵作为优化目标,利用WLROA确定最小交叉熵并获得相应分割阈值。选取部分伯克利大学分割数据集图像和遥感图像测试提出算法的分割性能,测试结果表明,WLROA与其他知名算法相比具有更好的分割效果,能够有效实现复杂图像的精确处理。

基于三轴加速度计对阈值跌倒识别算法的优化

随着社会人口老龄化程度的不断提高,越来越多的人开始关注老年群体的身心健康。老年群体平衡能力较弱、反应较迟钝,失去平衡做出自我调整反应能力弱,非常容易出现意外摔跌的情况。市面上有三类跌倒检测装置[1]:基于视频监控的跌倒检测、基于声学的跌倒检测以及基于传感器的跌倒检测。前两种检测方法受制于环境场景,而现有的传感器检测方法对于跌倒判定准确性不高。本文通过真人多次跌倒实验获得跌倒数据,对数据多角度进行特征提取和分析,选取有价值的判断标准实现算法,最后通过实验验证该算法优于已有的跌倒识别算法。

基于改进灰狼优化算法的QFN芯片图像多阈值分割方法

在QFN芯片封装缺陷检测中,增加图像分割环节可有效提高缺陷检测准确性与检测效率。针对图像分割中传统算法效率低、智能优化算法分割精度低稳定性差的问题,本文提出一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)的图像多阈值分割方法。首先,改进原始灰狼优化算法非线性因子,平衡算法搜索效率与挖掘能力;其次,引入反向学习策略提高种群整体质量,引入正弦函数、调整头狼权重以改进灰狼更新策略,增强算法多样性与挖掘能力;然后,提出头狼靠拢与种群变异交替进行的位置更新策略,平衡算法收敛性能与跳出局部最优能力;最后,以Kapur熵为适应度函数,求解最优分割阈值。将本文提出的改进灰狼优化算法的多阈值图像分割方法,与灰狼优化算法(GWO)、基于翻筋斗觅食策略的灰狼优化算法(DSF-GWO)、基于莱维飞行的樽海鞘群优化算法(LSSA)、改进北方苍鹰算法(INGO)的图像分割方法进行实验对比,结果表明:本文方法在分割用时方面,约为DSF-GWO的1/2,INGO的1/4;在分割精度与稳定性方面,在进行QFN芯片缺陷图像的连续30次分割时,本文方法具有最大Kapur熵平均值、最小标准差与最短分割时间。因此本文方法可实现高精度、高稳定性与高效率的QFN芯片图像多阈值分割。

基于改进蜉蝣算法优化多阈值图像分割

针对图像多阈值分割中存在分割效率低、计算时间长以及精度不高等问题,提出了一种基于改进蜉蝣算法的多阈值图像分割算法。首先,在初始化阶段引入类随机采样方法中的Sobol序列,增强种群的遍历性和多样性;其次,提出一种自适应非线性惯性权重,平衡了全局与局部寻优能力,提高了算法的收敛效率,利于种群向最优解逼近;最后,采用指数熵作为计算适应度的目标函数,通过改进蜉蝣算法对图像分割的多阈值组合进行寻优,确定最优分割阈值。为了验证该改进算法的有效性,选择了伯克利图像来进行分割验证,并与其他智能算法进行比较。实验结果表明:该改进算法在分割准确性、计算时间、结构衡量指标(structure similarity index measure,SSIM)和峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)上均优于对比算法,能快速有效地解决复杂多目标图像的多阈值分割问题,具有较强的工程实用性。

基于改进自适应阈值EIT算法的CFRP损伤检测

电阻抗层析成像(EIT)具有快速、无辐射等众多优点,但EIT的逆问题严重的病态性导致FISTA等算法的重建图像中存在损伤边缘信息缺失的现象。针对该问题引入了一种与解向量稀疏度相关的自适应阈值算子和一种可变阈值函数,解决了软阈值函数边缘处不可导的问题。仿真实验表明改进算法与传统的算法相比,FIMSTA算法的表现最好,尤其是对于传统算法图像重建效果较差的中心裂纹损伤,FIMSTA算法的相关系数达到0.7038,较表现最好的FISTA算法提升了51.08%。

改进ISCA算法的工业炉火焰图像阈值分割方法

工业炉是一种利用燃料燃烧的热量对物料进行加工的高温设备。若使用不当,极易发生爆炸现象,通过观测工业炉火焰图像可准确了解燃料的燃烧情况,避免事故的发生。但工业炉火焰图像易受燃烧工况等因素的影响,选取分割阈值存在一定的难度,无法准确地分割火焰图像。为此,提出一种基于改进ISCA算法的工业炉火焰图像阈值分割算法。利用混沌映射、归一化方式改进ISCA算法,根据贪婪选择设立对立学习机制,增加种群多样性,有效避免陷入局部最优解。基于中值滤波算法,对火焰图像噪声进行去除,利用阈值分割、灰度直方图,建立火焰图像阈值分割函数模型,结合Kapur熵最大化、累积分布函数求解该模型,完成工业炉火焰图像阈值分割。实验结果表明,所提算法的误分率始终低于2%,阈值分割用时在0.3 s以下,第17次迭代即可完成收敛,该算法在工业炉火焰图像阈值分割过程中运算速度快且阈值分割误分率低,可以有效提高工业炉火焰图像阈值分割精度。

增强蒲公英算法优化乳腺癌图像多阈值分割

针对显微镜下乳腺癌病理组织图像结构复杂,细胞边界模糊等情况,基于传统的阈值分割在乳腺癌图像的分割应用中不能很好地实现把病灶区准确分离开来的问题,提出一种基于增强蒲公英优化算法(IDO)的乳腺癌图像多阈值分割方法.该方法引入IDO计算类间方差的最大值(Otsu)作为目标函数寻找最佳阈值,IDO建立回守策略解决传统蒲公英算法(DO)无限制搜索,超出像素范围的问题;引入对立式学习(OBL)避免算法陷入局部最优.实验结果表明,与哈里斯鹰算法(HHO)、人工猩猩部队优化算法(GTO)、传统蒲公英优化算法(DO)、海洋捕食者算法(MPA)相比,在相同阈值个数情况下IDO算法适应度值最大、收敛最快,并且在峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(FSIM)、特征相似度(SSIM)这3个性能指标上也比其他对比算法更具有优势.

基于自适应阈值的ORB特征点提取算法研究

在弱纹理场景下,针对ORB算法提取特征点过程中,固定阈值检测FAST角点可能会导致提取效果不佳进而影响匹配精度,提出了自适应阈值的ORB特征点提取算法,通过图像灰度差值和像素分布概率来计算图像对比度,根据对比度动态计算角点检测阈值。然后根据动态阈值算法实现特征点的提取,采用暴力匹配算法和快速最近邻接匹配(FLANN)两种匹配算法,在EuRoc数据集上分别对比了ORB算法、SIFT算法与该算法的特征点匹配精度和耗时。结果表明,在匹配精度上比ORB算法提升了26.6%,比SIFT算法提升了32.7%。

基于阈值差分的绝缘子缺陷识别算法

为了准确识别出绝缘子缺陷,防止绝缘子破损导致输电线路不能正常运行的问题,提出基于阈值差分的绝缘子缺陷识别算法。首先对图像进行预处理,然后进行自适应阈值分割完成图像二值化,通过形态学处理消除琐碎区域,使用边缘检测算子提取绝缘子边缘。将故障绝缘子与正常绝缘子作差提取缺陷图,依据缺陷像素大小与阈值的关系判断绝缘子的破损情况。将缺陷图二值化后使用矩形框标定。实验结果表明所提出的算法对绝缘子缺陷识别具有一定现实意义。

基于自适应阈值的改进孤立森林算法研究与验证

为改善孤立森林算法建立二叉树时随机选择属性进行数据分割,构建孤立森林时可能出现一些性能较差的冗余二叉树,导致模型精度不高的问题,应用一种区间套搜索算法对初始构建的孤立森林搜索森林划分阈值,去除性能较差的孤立二叉树,构建性能更优的孤立森林,提出一种自适应阈值的改进孤立森林算法(Adaptive-iForest)。选取UCI经典数据集中Breastw、Ionosphere、Satellite、Shuttle、Pendigits 5个数据集进行实证分析,对比iForest、LOF两个算法,AdaptiveiForest算法的精度与AUC值均有不同程度提升。