计算机辅助光学作图系统中光路计算模型

利用计算机来辅助光学作图具有现实意义,其核心在于如何实现光路自动计算.该文利用面向对象分析方法构造出对象关联模型,建立了一种光路计算的关键算法模型,它由基本算法模型和多光学零件的算法模型组成.在此基础上进而研究开发了计算机辅助光学作图系统.文中还以单球面镜为例对该算法进行了较为详细的阐述.     

采用局部相位的Nonlocal低剂量CT图像去噪

通过引入局部相位特征,提出了一种新的基于NL-means的低剂量CT图像去噪算法.在非局部滤波器中引入局部相位,设计新的图像子块相似性测度函数,用于低剂量CT图像的去噪.通过与其他4种流行的去噪算法进行模拟图像数值比较,并对真实图像去噪进行临床评价,结果表明：所提出的方法在对低剂量CT图像去除噪声的同时,能保留具有重要诊断价值的CT图像特征,如边界、囊肿区及低密度区等.量化及临床实验结果表明所提出的算法能有效地滤除低剂量CT图像中的噪声并保留图像中有用的诊断信息.     

光学CT技术的研究进展

介绍了光学CT技术发展的历史和现状，重点讨论了当前普通采用的重建算法的原理及公式，指出了影响图像重建精度的关键因素，在此基础上，预测了光学CT技术的未来发展趋势。     

光力场中粒子运动轨迹的计算

在采用米氏散射理论严格计算微纳粒子所受光力的基础上,研究了基于欧拉-理查森算法计算粒子运动轨迹的问题.相比欧拉算法和欧拉-克罗默算法,欧拉-理查森算法精度更高且收敛速度更快,是非常适合描绘粒子运动轨迹的方法.纳米粒子在周期性保守光力场中的运动轨迹与物理分析完全吻合,验证了该方法的有效性和稳定性.给出的计算方法,可用于更高效地研究光学微操控中胶体粒子和生物大分子的囚禁、输运、分类,以及宏观粒子的冷却等.     

基于增广拉格朗日的全变分正则化CT迭代重建算法

采用一种基于增广拉格朗日方法(augmented Lagrangian method)求解全变分正则化(total variation regularization)算法(ALMTVR)来进行CT图像重建.将ALMTVR算法与经典的代数重建算法(algebraic reconstruction technique,ART)进行比较,并采用仿真数据与实际数据进行实验.在实验中,使用ALMTVR算法与ART算法分别进行图像重建,并对重建图像进行对比分析.实验结果表明:所提算法与ART算法相比,显著提高了图像重建的质量与速度,显示了其对图像重建的有效性及在CT成像系统中潜在的应用价值.     

灰色多目标光学寻优算法

结合光学原理以及灰色系统思想提出了一种求解多目标问题的新方法.此方法利用自然界中最基本的光学现象设计迭代机制,同时与应用灰色系统原理维护外部档案的机制有机地结合在一起形成多目标优化方法.在数值实验中设计多种组合实验,分别从算法性能、Pareto最优集效果、收敛性多样性指标方面与经典算法进行比较.结果表明:灰色理论的引入大大加强了非劣解的均匀性,同时光学的迭代原理有效地增强了收敛性,为快速解决高维多目标优化问题提供新思路.     

基于双字典自适应学习算法的低采样率CT重建

在医疗诊断中,稀疏采样能减少CT扫描过程中辐射对患者的伤害.但直接对稀疏采样后的投影数据进行重建,会使CT重建后的图像出现失真、伪影等问题.为保证低采样率下重建图像的质量,提出了双字典自适应学习算法,参照Sparse-Land模型的双字典学习框架,将K-SVD算法与双字典学习算法框架相结合得到补全投影数据,利用FBP算法进行重建得到高质量的重建图像.实验结果表明,在低采样率下使用所提方法进行CT重建的图像质量优于COMP双字典学习算法和MOD双字典学习算法,并且此方法有效提高了CT图像重建在低采样率时的性能.     

基于偏微分方程的CT图像去噪

计算计X射线断层技术(CT)广泛应用于医学诊断领域. CT图像噪声的大小直接影响到诊断的质量.对CT图像去噪方法的研究和应用成为了一个十分重要的课题.近年来,偏微分方程(PDE)方法在图像分析处理和计算机视觉领域的应用研究非常活跃.介绍了一种新颖的去噪算法各向异性扩散方法应用于CT图像去噪处理.与偏微分方程(PDE)方法和边界强化扩散(EED)方法相比,各向异性扩散方法对CT图像去噪有良好的效果,更能很好的保持细节.本文最后给出了该算法可能发展的方向和应用前景.     

走近光学计算机

目前,光学计算机研究集中在追求高速度、追求二维数据并行处理和追求整机效率3个分支.介绍了各分支的研究热点和主要难点.通过对比,表明追求整机效率的三值光学计算机(ternary optical computer,TOC)具有较好的可实现性,进而详细介绍了这种光电混合型计算机所具有的数据位众多、光学处理器可重构、处理器易扩展和能耗低等特点,以及基于这些特点所产生出的解决复杂问题的新思想或新算法.还介绍了三值光学计算机的用户可见结构、联机操作方法、编程操作方法,以及在并行程序中的使用方法和硬件扩充方法,并通过举例,介绍了众多数据位数和光学处理器可重构性的应用.所涉及的实例均结合正在上海大学计算机工程与科学学院构建的,面向应用研究千位三值光学计算机实验系统展开讨论.     

扁平构件的CT重建方法研究

提出了一种主射线与旋转轴成45°入射角、面阵探测器与旋转轴垂直的三维CT投影方法.在X射线源能量较低的情况下,该方法能够对大而扁的工业构件实施三维CT重建.文中推导了这种投影方式下三维CT反投影重建算法,并用计算机进行了仿真.最后使用270kV射线机对直径100mm、厚度13mm的钢件进行了CT重建.     

三值光学计算机自动解码器

解码器是三值光学计算机(ternary optical computer, TOC)中负责将运算器输出的结果从三值光信号变换成对应的电信号的部件. 根据现有三值光学计算机的实际状况, 实现了一款自动千位三值光学计算机解码器系统.该系统由4 个数码摄像头和嵌入式系统组成: 利用摄像头采集三值光学处理器输出的运算结果的图像, 由嵌入式系统处理这些图像以获得运算结果的数值. 嵌入式系统中的软件包括拍照控制、数值生成和输出控制三个主要部分.创建的地址定位技术可解决运算器输出图像与摄像头拍摄图像在像素数量上差别过大的问题. 提出并实现的降蓝技术可解决蓝光对液晶暗状态的严重干扰问题. 建立的自检机制可提高解码结果的准确性和可靠性.     

基于到期收益率高精度求解的算法优化

介绍了债券到期收益率计算中的算法分析过程，将非线性到期收益率的求解转换为多项式求解问题，试验比较多种算法间差异，选择最优算法，满足应用系统性能要求．围绕多项式求解具有运算更加稳定、求导方便的优点，将复杂的有理分式求解转换为多项式求解．通过算法分析，论证了算法的精确性和严密性，最大化地实现了算法的优化；还通过具体的PL／SQL程序比较了算法间的差异。     

正六边形二维场域电位的有限差分算法

以正六边形二维场域为例,建立了正三角形网格划分的有限差分法的计算模型,并通过MATLAB编程得到场域内电位分布的数值解和相应图形,对有限差分法的计算处理进行了讨论和分析.     

多项式数值逼近法在黑体辐射问题反演中的应用

本文提出求解黑体辐射问题的新方法,即采用多项式数值反演法——拉盖尔、勒让德、切比雪夫多项式数值逼近法等求解黑体辐射中的反演问题,数值计算结果显示采用勒让德、切比雪夫多项式数值逼近法的比Laplace反演法以及Tikhonov正则化方法等要精确,并且程序简单、算法高效。     

基于特征匹配的非刚性大位移光流算法

针对非刚性大位移光流估计问题,提出了一种基于特征匹配的光流优化算法. 首先,传统数据项针对整副图像进行一致性假设的策略过于粗放,文中采用了一种根据图像中每个像素特点自适应选择一致性假设的优化方法;其次,针对传统各向同性的平滑项易造成演化过程中图像细节丢失、边缘模糊等问题,提出一种各向异性的平滑项,有利于实现图像细节的光流估计;另外融合特征匹配于变分光流框架中,充分利用特征匹配在大位移条件下的鲁棒性与变分光流的致密性;最后,基于MPI Sintel数据集对本文算法进行定量分析. 实验结果表明,本文算法能够实现非刚性大位移光流的准确估计,鲁棒性强,在market_5图像中,该算法比LDOF于AAE和AEPE指标上分别提升了18.9%与21.9%.      

三值光学计算机的40位乘法例程

针对三值光学计算机的特点, 利用其运算器可重构、数据位数众多、MSD 加法器无进位延时等优点, 设计并实现了一种用于三值光学计算机的40 位乘法例程. 该例程采用三值光学计算机中通用的MSD数表示数值, 通过三值逻辑中的M变换产生部分积, 再运用两两相加迭代的计算方法对部分积进行了MSD加法求和, 得到乘积, 其中M变换采用了一种比较特殊的快速变换实现方案, 而部分积的MSD 加法求和则采用流水技术来实现. 详细给出了这个乘法例程的具体实现步骤和模拟实验细节, 并与电子计算机中类似的乘法器做了运算复杂度对比分析.     

TChart和TDBChart组件在地质绘图中的应用

通过比较组件的常用属性、方法和特点，对Delphi中提供的TChart和TDBChart组件在地质绘图中的应用进行了探讨。同时对计算机图形学中常用的最小二乘法逼近算法，进行了介绍。灵活使用这两个组件，不仅可以提高地质绘图的效率，在相应算法的支持下，减小作图误差还能大大提高绘图精度，具有很强的实用性。     

一类矩阵方程最小二乘问题的LSQR方法

讨论了对称斜反对称矩阵的结构,应用LSQR方法求解最小二乘问题‖XTAX-B‖=min（A为待求对称斜反对称矩阵）,并给出了相应的算法及数值例子.     

基于VFP6的数据表内容自动生成算法

针对数据库开发过程中经常涉及到的表格内容自动生成问题进行了探讨,并依据实例给出了采用中间转换表求解此问题的一种算法。     

基于IFS算法的植物动态仿真的研究

讨论了基于迭代函数系统(IFS)的植物模拟算法。首先讨论了基于迭代函数系统来搜索和解决植物的计算机模拟生成问题的途径,再从植物体的不同形状出发生成一个图画序列,从而实现对植物体的动态模拟效果。