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基于改进全变差正则化的GPR多尺度全波形双参数同步反演 被引量:7
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作者 王珣 冯德山 王向宇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4485-4501,共17页
针对探地雷达(GPR)双参数全波形反演中电导率反演精度差、双参数存在串扰现象、反演计算量大、易陷入局部极值等问题.作者将具有多参数调节功能的L-BFGS算法引入到GPR时间域全波形反演中,它避免了对Hessian矩阵的直接存储与精确求解,减... 针对探地雷达(GPR)双参数全波形反演中电导率反演精度差、双参数存在串扰现象、反演计算量大、易陷入局部极值等问题.作者将具有多参数调节功能的L-BFGS算法引入到GPR时间域全波形反演中,它避免了对Hessian矩阵的直接存储与精确求解,减小了存储量和计算量.结合参数调节因子的选取,有效减小了同步反演时介电常数与电导率的串扰影响,在不降低介电常数反演精度的前提下,提高电导率参数的反演精度.通过在反演目标函数中加载改进全变差正则化方法,提高了反演的稳定性,使目标体边缘轮廓更加清晰.首先以简单模型为例,对比了单尺度反演与多尺度串行反演策略的优劣,说明多尺度串行反演有利于逐步搜索全局最优解;而开展参数调节因子的选取实验,说明合适的参数调节因子可以有效改善介质电导率的反演精度;测试了不同正则化的反演效果,表明改进全变差正则化能提高反演稳定性,显著降低模型重构误差.最后,分别对含噪合成数据和实测数据进行了反演测试,说明本文提出的多尺度、双参数反演具有较强的鲁棒性,能提供更丰富的信息约束,重构图像界面清晰、反演效果好. 展开更多
关键词 探地雷达 全波形反演 全变差正则化 多尺度反演 双参数反演
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交替使用小波去噪和全变差正则化的盲图像恢复算法 被引量:4
2
作者 周祚峰 水鹏朗 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期2912-2915,共4页
盲图像恢复就是在点扩散函数未知情况下从降质观测图像恢复出原图像。该文提出了一种交替使用小波去噪和全变差正则化的盲图像恢复算法。观测模型首先被分解成两个相互关联的子模型,这种分解转化盲恢复问题成为图像去噪和图像恢复两个问... 盲图像恢复就是在点扩散函数未知情况下从降质观测图像恢复出原图像。该文提出了一种交替使用小波去噪和全变差正则化的盲图像恢复算法。观测模型首先被分解成两个相互关联的子模型,这种分解转化盲恢复问题成为图像去噪和图像恢复两个问题,可以交替采用图像去噪和图像恢复算法求解。模糊辨识阶段,使用全变差正则化算法估计点扩散函数;图像恢复阶段,使用小波去噪和全变差正则化相结合的算法恢复图像。实验结果和与其它方法的比较表明该文算法能够获得更好的恢复效果。 展开更多
关键词 盲图像恢复 点扩散函数 小波去噪 全变差正则化
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基于快速分裂Bregman迭代的全变差正则化SENSE磁共振图像重建 被引量:1
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作者 吴春俐 朱学欢 +1 位作者 翟江南 丁山 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期24-28,共5页
在并行磁共振成像中,由于敏感度编码(SENSE)重建过程的病态性,当加速因子增大时,其重建图像的信噪比将会明显降低.通过深入分析全变差(TV)正则化的SENSE重建模型,引入一种高效快速的分裂Bregman迭代算法来得到优化解,进而有效改善图像... 在并行磁共振成像中,由于敏感度编码(SENSE)重建过程的病态性,当加速因子增大时,其重建图像的信噪比将会明显降低.通过深入分析全变差(TV)正则化的SENSE重建模型,引入一种高效快速的分裂Bregman迭代算法来得到优化解,进而有效改善图像重建效果.分别对磁共振的体模数据和大脑数据进行仿真实验研究.结果表明,与传统TV正则化SENSE重建相比,此算法不但迭代次数少、收敛速度快,而且能够有效消除混叠伪影,提高图像信噪比并减小归一化均方误差. 展开更多
关键词 敏感度编码(SENSE) 磁共振图像重建 全变差正则化 人工时间演 分裂Bregman迭代
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基于混合全变差正则化算法的电阻抗成像技术研究 被引量:1
4
作者 左从磊 李静 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第11期40-43,46,共5页
为克服传统电阻抗成像(EIT)中L2范数成像边界模糊的问题,引入L1正则化范数组成混合全变差(HTV)正则化罚函数。基于原始对偶内点方法(PDIPM)推导出算法的求解框架,通过建立不同的仿真模型算例,在理想无噪声和含一定高斯噪声情况下重构电... 为克服传统电阻抗成像(EIT)中L2范数成像边界模糊的问题,引入L1正则化范数组成混合全变差(HTV)正则化罚函数。基于原始对偶内点方法(PDIPM)推导出算法的求解框架,通过建立不同的仿真模型算例,在理想无噪声和含一定高斯噪声情况下重构电导率分布。结果表明:HTV正则化算法相较于经典Tikhonov算法、共轭梯度算法和牛顿一步误差重构算法,具有更高的重构性能和良好的抗噪声表现。在对真实人体呼吸肺部数据进行重构时,HTV正则化算法与其他几种算法相比,成像边界清晰,重构质量高,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 电阻抗成像 L1范数 混合全变差正则化 原始对偶内点法
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全变差正则化法凸优化平滑γ能谱
5
作者 李京伦 肖无云 +1 位作者 艾宪芸 王善强 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第1期111-116,共6页
在残差代价最小化函数基础上加入全变差正则化惩罚函数项,通过凸优化技术实现了γ能谱的平滑,并提出了由最优权衡曲线确立残差和全变差正则化权衡因子方法。与滑动平均、SavitzkyGolay、小波滤波等方法的对比结果表明,该方法参数设置简... 在残差代价最小化函数基础上加入全变差正则化惩罚函数项,通过凸优化技术实现了γ能谱的平滑,并提出了由最优权衡曲线确立残差和全变差正则化权衡因子方法。与滑动平均、SavitzkyGolay、小波滤波等方法的对比结果表明,该方法参数设置简单便捷,在全道域内即保证了平滑后能谱峰形的相似,又获得了更好的平滑效果。 展开更多
关键词 γ能谱平滑 全变差正则化 凸优
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电阻率成像的混合正则化反演算法 被引量:15
6
作者 韩波 窦以鑫 丁亮 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期970-980,共11页
利用混合正则化方法对二维分片常值电阻率进行反演研究,该方法结合了全变差正则化方法(totalvariation regularization)和经典吉洪诺夫正则化方法(classical Tikhonov regularization)的优点.全变差正则化能够有效地重构分片常值电阻率... 利用混合正则化方法对二维分片常值电阻率进行反演研究,该方法结合了全变差正则化方法(totalvariation regularization)和经典吉洪诺夫正则化方法(classical Tikhonov regularization)的优点.全变差正则化能够有效地重构分片常值电阻率和识别边界,而经典吉洪诺夫正则化方法则能有效地重构光滑的电阻率,从数值算例中可以看出,将这两种方法有效地结合到一起能够改进重构效果. 展开更多
关键词 电阻率成像 经典吉洪诺夫正则 全变差正则化方法 混和正则方法
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一种改进的全变差盲图像复原方法 被引量:13
7
作者 张航 罗大庸 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1288-1290,共3页
当点传播函数未知或不确知的情况下,从观察到的退化图像中复原原始图像的过程称为图像盲复原.传统的图像盲复原算法常采用最小均方误差作为复原效果的评判准则,但它很少考虑人类视觉心理,而图像最终都必须由人类的视觉系统来观测和解释... 当点传播函数未知或不确知的情况下,从观察到的退化图像中复原原始图像的过程称为图像盲复原.传统的图像盲复原算法常采用最小均方误差作为复原效果的评判准则,但它很少考虑人类视觉心理,而图像最终都必须由人类的视觉系统来观测和解释.因此,本文提出一种新的基于人类视觉特性的图像盲复原算法:它采用交替最小化的结构,在模糊辨识阶段,采用全变差正则化算法;在复原阶段,采用基于Weber定律和全变差正则化相结合的算法.仿真实验表明,这种算法可在未知点扩展函数的情况下取得较好的复原效果. 展开更多
关键词 图像盲复原 视觉特性 Weber律 全变差正则化 交替最小
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高阶混合正则化图像盲复原方法 被引量:10
8
作者 唐述 龚卫国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期151-157,共7页
提出了一种高阶混合正则化图像盲复原方法,用于实现模糊噪声图像的清晰化盲复原。根据自然图像边缘的稀疏特性,对图像的边缘细节成分进行了全变差(total variation TV)正则化约束,根据自然图像同性质平滑区域内像素值的变化规律,将一种... 提出了一种高阶混合正则化图像盲复原方法,用于实现模糊噪声图像的清晰化盲复原。根据自然图像边缘的稀疏特性,对图像的边缘细节成分进行了全变差(total variation TV)正则化约束,根据自然图像同性质平滑区域内像素值的变化规律,将一种高阶的类Tikhonov正则化约束运用于图像的平滑区域中,提出了一种新的高阶混合正则化模型。最后,提出一种多变量分裂布雷格曼(Multi-variable Split Bregman MSB)最优化迭代策略对提出的模型进行最优化求解。实验结果表明,提出的方法能够很好地保护图像的边缘细节,同时有效地消除图像平滑区域内的阶梯和假边缘瑕疵。与近几年的一些较好的图像盲复原方法相比,本文方法的信噪比增量(increase of the signal to noise ratio ISNR)增加了0.03~2.5dB。 展开更多
关键词 高阶混合正则 全变差正则化 类Tikhonov正则 多变量布雷格曼迭代策略 图像盲复原
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基于分裂Bregman迭代的混合正则化重力场反演
9
作者 曹书锦 朱自强 鲁光银 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1699-1706,共8页
针对重力场反演中深度分辨率过低的问题,提出基于混合稀疏正则化联合反演。引入L1多尺度小波和全变差技术,使在剔除干扰异常及规避反演过度聚焦的同时,尽可能地保留深度方向上的分辨率;针对在混合正则化反演中预条件矩阵左乘(求逆)计算... 针对重力场反演中深度分辨率过低的问题,提出基于混合稀疏正则化联合反演。引入L1多尺度小波和全变差技术,使在剔除干扰异常及规避反演过度聚焦的同时,尽可能地保留深度方向上的分辨率;针对在混合正则化反演中预条件矩阵左乘(求逆)计算量过大的问题,构建新的深度权项实现基于最小分裂Bregman迭代算法快速三维密度反演成像。研究结果表明:本文反演方法可行、有效,具有较强的适应性。 展开更多
关键词 混合正则 分裂Bregman迭代算法 深度加权矩阵 多尺度小波 全变差正则化
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基于区域分割的非局部全变差SAR相干斑滤波
10
作者 范惠玲 曲长文 李健伟 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第5期105-110,共6页
受成像体制影响,合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)图像带有非高斯的乘性相干斑噪声。为有效抑制乘性相干斑噪声,提出一种融合非局部均值滤波(Non-local means filter,NLMF)与全变差(Total variation,TV)正则化的非局部均值-... 受成像体制影响,合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)图像带有非高斯的乘性相干斑噪声。为有效抑制乘性相干斑噪声,提出一种融合非局部均值滤波(Non-local means filter,NLMF)与全变差(Total variation,TV)正则化的非局部均值-全变差(NLM-TV)降噪算法。首先将相干斑噪声转换为依赖于散射强度的加性噪声,将SAR图像分为边缘、强散射区、弱散射区。然后利用NLMF进行降斑,为有效的保持边缘结构,NLMF的平滑参数选取较小。在强散射区,为解决平滑参数较小所带来的降斑不充分问题,进一步使用TV正则化进行平滑处理,获得最终的降噪结果。使用RADARSAT-2,Terra SAR-X两景实测SAR图像仿真实验,结果表明:相比多种滤波算法,NLM-TV算法在弱散射区,强散射区均能显著提高等效视数,边缘保持指数能够提高10%以上。 展开更多
关键词 SAR图像 相干斑 非局部均值滤波 全变差正则化
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基于TV-KF的矿浆液位电阻抗成像方法研究
11
作者 李曦婷 高云鹏 +2 位作者 谢琴 杨唐胜 王俊霖 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期141-151,共11页
针对浮选过程矿浆液位难以准确检测、可视化程度低、现有电阻抗成像算法过于平滑的问题,提出了全变差正则化与卡尔曼滤波相结合的混合TV-KF矿浆液位电阻抗成像方法。首先,构建浮选矿浆液位测量场域模型获取场域边界电压,建立基于全变差... 针对浮选过程矿浆液位难以准确检测、可视化程度低、现有电阻抗成像算法过于平滑的问题,提出了全变差正则化与卡尔曼滤波相结合的混合TV-KF矿浆液位电阻抗成像方法。首先,构建浮选矿浆液位测量场域模型获取场域边界电压,建立基于全变差正则化的浮选过程误差函数计算矿浆液位初始电导率值;其次,基于全变差正则化算法计算电导率值作为卡尔曼滤波算法预测方程的先验信息,利用不同时刻的测量电压值对卡尔曼滤波算法的更新方程和预测方程进行迭代;最后,基于提出的TV-KF电阻抗成像算法求解矿浆液位电导率分布,获得准确的矿浆液位检测结果。仿真和实测结果表明:所提算法重建的矿浆与泡沫分界面清晰度更高、边缘特性更好,获取的矿浆液位信息全面准确,在不同矿浆液位仿真模型中PCC均达到85%以上,相比其他重建算法IRE值更低、重建效果更优;现场实验平台矿浆液位实测最大误差<2.4 cm,满足浮选工业现场液位准确检测需求;相较已有方法具有更强的泡沫层信息可视化能力及浆料适用性、对泡沫波动变化有更高的灵敏度,可持续稳定测量矿浆液位,对当前浮选现场有良好应用价值。 展开更多
关键词 浮选过程 电阻抗成像 全变差正则化 卡尔曼滤波 液位检测
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基于结构特征的路面裂纹病害检测算法 被引量:4
12
作者 王刚 王娟 +2 位作者 王德华 张志峰 肖亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期270-274,共5页
提出一种新颖的图像分解算法,用于复杂背景下的路面病害图像,可以获得较为清晰的裂纹病害信息。通过对含有局部线性特征的裂纹图像进行形态分析,建立与结构特征相匹配的基底,利用局部Ridgelet函数作为稀疏表示的基底,图像中的结构信息... 提出一种新颖的图像分解算法,用于复杂背景下的路面病害图像,可以获得较为清晰的裂纹病害信息。通过对含有局部线性特征的裂纹图像进行形态分析,建立与结构特征相匹配的基底,利用局部Ridgelet函数作为稀疏表示的基底,图像中的结构信息作为一种组成成分被提取出来,同时运用全变差正则化方法对提取的结构信息加以正则化约束,使得提取结果更加精细化。实验结果表明利用该算法提取的裂纹病害信息符合人眼的观测结果。 展开更多
关键词 结构特征 局部Ridgelet变换 全变差正则化 范数 路面裂纹
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不完全角度CT图像重建的模型与算法 被引量:15
13
作者 蔺鲁萍 王永革 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期823-830,共8页
为了提升不完全角度计算机断层成像(CT)图像的重建精度和重建效率,研究了有限角度和稀疏角度下的CT图像重建问题,提出新的全变差最小化目标函数,通过将上一步迭代重建的图像作为反馈加入到新的迭代之中,不断更新目标函数的已知项。在算... 为了提升不完全角度计算机断层成像(CT)图像的重建精度和重建效率,研究了有限角度和稀疏角度下的CT图像重建问题,提出新的全变差最小化目标函数,通过将上一步迭代重建的图像作为反馈加入到新的迭代之中,不断更新目标函数的已知项。在算法求解时,采用增广Lagrangian罚函数方法,将约束问题非约束化,并将之转化为等价的3个子问题,通过在交替方向上求解子问题来获得优化问题的最优解。实验结果表明,该算法重建出的图像信息完整,细节清晰,重建精度高,与Split Bregman算法相比,本文算法结果的相对均方误差可下降42.1%~98.5%,条纹指标可下降42.8%~98.5%。 展开更多
关键词 计算机断层成像(CT) 图像重建 压缩感知 全变差正则化 增广Lagrangian方法
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基于Besov空间的图像盲复原算法 被引量:3
14
作者 江玲玲 冯象初 殷海青 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第6期678-682,共5页
针对Chan-Wong全变差正则化思想的不足,提出了一种Besov空间的图像盲复原算法。该算法用一个B11,1项代替BV项,采用交替最小化的思想在小波域上求解,将全变差盲复原中求解复杂的偏微分方程转化为简单的小波软阈值问题。实验结果表明:该... 针对Chan-Wong全变差正则化思想的不足,提出了一种Besov空间的图像盲复原算法。该算法用一个B11,1项代替BV项,采用交替最小化的思想在小波域上求解,将全变差盲复原中求解复杂的偏微分方程转化为简单的小波软阈值问题。实验结果表明:该算法不仅减少了全变差盲复原中出现的阶梯效应,而且运算时间大大减少。 展开更多
关键词 图像盲复原 全变差正则化 交替最小 BESOV空间
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一种基于压缩感知的随机噪声压制方法 被引量:5
15
作者 杨连刚 李凌云 +2 位作者 杨玉梅 屈元基 闫柯 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期165-171,共7页
随着高精度地震勘探技术的发展,利用高保真的方法提高地震资料信噪比成为了去噪处理的关键。曲波域阈值法能够有效地压制随机噪声,但易产生伪吉布斯震荡现象,造成信号局部畸变,从而影响处理效果。针对这一问题,提出一种基于压缩感知理论... 随着高精度地震勘探技术的发展,利用高保真的方法提高地震资料信噪比成为了去噪处理的关键。曲波域阈值法能够有效地压制随机噪声,但易产生伪吉布斯震荡现象,造成信号局部畸变,从而影响处理效果。针对这一问题,提出一种基于压缩感知理论(Compressing Sensing,简称CS)的地震信号去噪方法,该方法利用随机噪声和有效信号在曲波稀疏域稀疏表征的差异来分离随机噪声。其实现步骤为:将地震数据变换到曲波域;利用压缩感知理论和全变差正则化算法重构曲波系数;曲波逆变换得到压制噪声后的重构地震数据。理论模型和实际资料应用表明,该方法能够很好规避伪吉布斯现象带来的信号失真问题,进一步提高了资料的信噪比。 展开更多
关键词 随机噪声 曲波变换 压缩感知 全变差正则化
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