图像去运动模糊仿真研究

【目的】在多媒体时代，人们对拍照的要求越来越高。图像去模糊一直是一个具有挑战性的问题，有着很高的研究价值。【方法】阐述模糊图像中的运动模糊，使用约束最小二乘法和Richardson-Lucy算法来去除运动模糊，采用峰值信噪比和平均结构相似度两类指标对去模糊图像质量进行分析。【结果】仿真结果表明：采用约束最小二乘法去除运动模糊的数据评价值均大于Richardson-Lucy算法，约束最小二乘法在复原运动模糊方面表现得更加稳定。但在模糊长度和模糊角度增大后，各类算法的性能均会受到不同程度的影响。【结论】去模糊算法有待继续研究，以提高去模糊后的图像质量。     

基于多组耦合字典及交替学习的图像超分辨率重建

本文提出多组耦合字典及其交替学习算法,实现图像超分辨率重建. 在字典学习阶段将训练图像视为高分辨率图像,将它先缩小再放大得到低分辨率图像. 两图像之差为残差图像. 从残差图像块和低分辨率图像块特征的联合数据中学习耦合字典,得到残差图像和低分辨率图像间的映射关系. 针对图像块具有不同纹理和结构以及
字典学习效率的问题,提出多组耦合字典和字典交替学习算法. 在重建阶段先将输入图像插值放大,视为低分辨率图像. 求出低分辨率图像块对于每组耦合字典中低分辨率部分的稀疏表示误差,取表示误差最小的耦合字典中残差部分重建残差图像,与低分辨率图像融合得到高分辨率图像. 实验结果表明该方法具有良好的重建效果.     

一种改进的变分正则化CT重建算法

针对常规ART算法重建图像像素值不稳定,收敛速度慢的缺点,从正则化方法和求解不适定方程问题的数学角度入手,提出了能应用在CT重建中的一种改进的自适应变分正则法.该算法首先对投影数据进行ART重建,然后引入重建图像的梯度作为先验信息,并让梯度自适应下降,来改善重建结果.仿真实验表明,本文算法不仅很好地重建了完整图像的结构信息,还使重建图像更加平滑,收敛速度更快.     

二值图像恢复的一个非线性正则化方法

二值图像恢复往往按灰度图像恢复和闽值分割两步来处理,效果不佳.该文利用二值图像的特有性质,提出一种二值图像恢复的非线性正则化方法.同Tikhonov正则化方法不同,该文提出的方法最终归结为一个非线性最优化问题,并采用全局Barzilai和Borwein梯度算法求解此优化问题.实验结果表明.该文的二值图像恢复算法足可行的、有效的.     

基于广义超松弛迭代的图像复原

图像复原问题常常可转化为大型线性系统的求解问题。Tikhonov正则化将线性系统求解转化为最小化问题。根据最优性条件将最小化问题转化为鞍点问题,并提出了一种求解该鞍点问题的广义超松弛迭代算法。证明了当松弛因子满足一定条件时广义超松弛迭代算法是收敛的,分析并给出了松弛因子的最优值。在2个实际图像复原问题上的数值实验结果表明,该算法较其他算法复原后图像的峰值信噪比较高、相对误差较小,是十分有效的。     

一个求解退化约束优化问题全局和超线性收敛的可行SQP算法(英文)

提出了一个求解退化约束优化问题的可行SQP算法.在该算法的每一次迭代,通过求解一个二次规划子问题得到可行下降方向,为克服Maratos效应,高阶修正方向通过求解另一个二次规划子问题得到.在合适的条件下,证明了该算法的全局收敛性和超线性收敛速度.最后给出了一些初步的数值结果.     

三维光声图像重建的交替方向加权算法

为了在探测器数目有限的欠采样条件下提高三维光声重建图像的精度和空间分辨率,提出了一种基于结构先验信息加权的稀疏重建算法.利用待成像组织的结构先验信息对传统交替方向算法的迭代过程加以约束并对算法流程进行改进,将重建结果与最小平方QR分解法以及传统交替方向法进行对比.仿真实验结果表明,所提算法在欠采样条件下能够有效地抑制伪影,重建出空间分辨率和精度更高的三维光声图像.     

基于卡尔曼滤波的序列图像超分辨率重建算法

针对给定一序列低分辨率图像重建出一序列高分辨率图像的问题,应用卡尔曼滤波理论,将时间轴加入重建算法,把利用多幅低分辨率图像生成高分辨率图像的模型转化为利用当前低分辨率图像和上一幅高分辨率图像来构建当前高分辨率图像.通过引入信息对的概念对算法运算复杂度进行改进.实验证明与已有算法相比该方法有较好的时效性和实用性.     

基于Heaviside过滤的多相材料拓扑优化设计

为解决以柔顺度最小化为目标的多相材料结构拓扑优化问题,提出了一种新的拓扑优化求解方法。首先,基于RAMP方法和Heaviside过滤函数形成设计变量和物理变量,构建以柔顺度为目标的多相材料结构拓扑优化模型及近似优化模型;然后,采用荣见华等提出的改进交替主动相算法,最后,采用MMA求解器优化求解。给出的算例结果表明,与现有方法相比,该方法可以得到更优的拓扑解,并解决多相材料结构单元几种材料并存的问题。     

带有顶点权重约束的图划分问题研究

研究了带有顶点权重约束的图划分问题.首先基于矩阵的提升将原问题转化为半定规划松弛模型，利用半定规划内点法求解该模型，并在求解过程中给出了具体的初始点选取策略和步长选取策略.随后利用改进的随机超平面舍入算法和2opt启发式算法求得原问题的近似最优解.数值实验表明该文的算法可有效求解带有顶点权重约束的图划分问题，且对于稀疏图的求解表现出了良好的性能.     

小波域内循环平移操作的图像高分辨率重建算法

为解决传统的图像插值算法因具有全局性而不能较好地处理图像边缘细节信息,且易在细节区域产生锯齿线的问题,提出了一种图像分辨率和对比度增强算法.该算法先用小波零填充算法得到高分辨率图像,并通过纠正残差过程来弥补丢失的边缘和纹理特征,然后对其进行定向循环平移操作.考虑到图像小波分解后水平、垂直、对角方向的高频分量能够反映图像...     

二进制引力搜索结合LSI的混合CBIR算法

针对高级用户描述的对象与低级的图像特征之间的语义差异问题,将潜在语义索引(LSI)与二进制引力搜索(BGSA)结合,提出一种基于内容的图像检索(CBIR)算法.该算法利用BGSA同时进行自适应特征提取和特征选择,LSI作为CBIR中的一个语义模型,图像特征矩阵的构建由Gabor小波、Daubechies小波和小波矩完成.实验在Corel收集的1 000幅图像库上进行,对某些类别的图像,该算法的检索精度可高达100%,前10幅图像,算法的准确率为83.18%,对于前100幅图像,精度仅降至67.40%.相比其他优秀算法,提出算法在平均精度和平均查全率方面均有显著提高,实用性较好.     

一个求解不等式约束优化问题的非内点型可行QP-free算法

提出一个求解不等式约束优化问题的非内点型可行QP-free算法,该算法不要求迭代点必须是可行域的内点;而且在算法的每一个迭代,只需求解4个系数相同的线性方程组得到搜索方向;在合适的条件下,该算法被证明具有全局收敛性和局部超线性收敛速度.     

多小区多用户协同资源效率优化算法

对第5代无线通信而言,频谱效率和能源效率已经成为衡量无线通信系统性能的两个关键指标.研究了多小区多用户下行链路的资源效率最大化问题,其中资源效率定义为频谱效率和能源效率的加权和.干扰信道的用户速率是一个非凸函数,因此所研究的优化问题也是一个非凸优化问题.利用分数规划理论和用户速率与最小均方误差间的关系,将原优化问题转换成一个易于求解的优化问题.针对所获得的转换问题,提出一种分层迭代交替优化算法,并证明算法的收敛性.数值仿真表明了所提算法的有效性.     

应用人工神经网络求解边界层微分方程

打靶法是一种将常微分方程边值问题转化为初值问题求解的方法,分析和计算表明:打靶的过程可用优化算法实现.应用Hopfield人工神经网络算法求解了沿等壁温竖壁自然对流层流边界微分方程,与其他几种优化算法比较,其计算精度较高.应用解非线性方程的Newton法和拟Newton法求解该问题时,初值选择存在不可行区域,而优化算法对初值选择要求较低.     

三层介质中电磁散射问题的数值计算

研究三层背景介质中的散射问题,首先将此问题转化为二维Helmholtz方程求解问题,然后给出一种基于PML技术和DSC算法的数值方法.得到该算法的部分误差估计,数值实验指出了算法的有效性.     

改进遗传算法在TSP组合优化问题中的应用

TSP组合优化问题随着问题规模的增大,其潜在解的搜索空间增长速度比指数函数增加的速度还快.TSP问题的NP-hard使得求解这些问题的最优解非常困难.提出了通过改进经典遗传算法来求解TSP问题近似解的一个算法.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于DWT和PNN的数字图像水印算法

针对数字信息在存储或传输过程中可能受到复制、攻击或修改的问题,提出一种基于DWT和PNN的数字图像水印算法.该算法在基于块的小波系数中选择最佳位置嵌入水印图像,采用PNN记录水印与对应图像之间的关系,在不需要原始图像和水印图像的情况下,从嵌入水印的图像中恢复水印.使用PSNR和NCC对算法进行不可见性和鲁棒性测试.实验结果表明,本文算法提取的水印图像具有优秀的不可见性和鲁棒性,能够有效应对不同类型的攻击.     

基于动态罚函数的PSO-CO算法

本文分析了协同优化算法中所存在的问题,采用动态罚函数的解决思路,对系统级中的一致性等式约束问题进行改造,使其成为一无约束问题.另外,提出不同学科分配不同的惩罚权重的方法,大大提高了计算精度.同时,以粒子群算法替代了原有的求解算法,消除了初始解对优化结果的影响,也改善了算法的整体求解速度.在Matlab软件中实现该算法的运行,同时通过两个典型算例对该算法进行验证,表明其具有较好的优化性能.     

混合线性约束非线性最优化问题的一个新算法

在文献[1]的基础上,首先将线性等式约束非线性最优化问题转化为非线性最小二乘问题进行求解,得到了求解最优化问题的一种新思路;然后针对混合线性约束最优化问题,通过与积极集法相结合,在求解等式约束子问题时采用上述算法,而对于不等式约束子问题采用积极集算法,从而提出了混合线性约束非线性最优化问题的一个新算法.最后给出了该算法收敛性的证明,通过数值实验,说明新算法是可行的,有效的.