基于FCM及快速迭代收缩阈值算法的平面ECT图像重建

1

作者 张立峰 唐志浩 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期899-906,共8页

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... 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。。 展开更多

关键词 电容层析成像 平面阵列电容 图像重建 模糊C均值聚类 快速迭代收缩阈值算法 缺陷检测

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基于快速迭代收缩阈值算法识别移动荷载

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作者 孙梦晴 《河南科技》 2022年第3期14-17,共4页

在桥梁设计规范中,移动力对活载构件起着重要的作用。然而,由于移动力的变化是在时间和空间上同时发生的,很难直接测量车辆和桥梁之间的相互作用力。因此,开发一些间接鉴定方法是有益的。间接法是根据已知桥梁动力特性和实测的实际动力... 在桥梁设计规范中,移动力对活载构件起着重要的作用。然而,由于移动力的变化是在时间和空间上同时发生的,很难直接测量车辆和桥梁之间的相互作用力。因此,开发一些间接鉴定方法是有益的。间接法是根据已知桥梁动力特性和实测的实际动力响应计算动力。与直接法的成本相比,间接法的成本较低。考虑一类迭代收缩阈值算法(ISTA)来解决信号中出现的线性逆问题。这类方法可以看作经典梯度算法的扩展,因其简单而便捷,足以解决大规模问题以及有密集的矩阵数据,但这类方法收敛速度也很慢。本研究提出了一种新的快速迭代收缩阈值算法,FISTA算法保持了ISTA算法的计算简单性,且具有全局收敛速度快的优势,在理论和实践上都得到了显著的改善。 展开更多

关键词 快速迭代收缩阈值 函数值 迭代速度

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地震资料快速两步插值算法 被引量：2

3

作者 马泽川 李勇 +3 位作者 陈力鑫 陈杰 王鹏飞 李雪梅 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期997-1004,931-932,共10页

为了提高插值效率以及选择最优的插值方案,基于凸集投影(POCS)算法和迭代阈值(IST)算法的分析公式,在前人的基础上发展了快速迭代收缩阈值(FIST)算法和快速凸集投影(FPOCS)算法。基本思想是:将前一步的插值结果与前两步的插值结果通过... 为了提高插值效率以及选择最优的插值方案,基于凸集投影(POCS)算法和迭代阈值(IST)算法的分析公式,在前人的基础上发展了快速迭代收缩阈值(FIST)算法和快速凸集投影(FPOCS)算法。基本思想是:将前一步的插值结果与前两步的插值结果通过线性算子进行线性组合,得到迭代收缩算子;通过插值算法进行插值。同时引入质量控制新准则,提高了计算效率和精度。使用IST、POCS、FIST和FPOCS等算法分别对由Seismic Lab建立的四层地震模型、Marmousi模型的不完整地震数据进行插值,筛选出最佳的阈值策略,并最终由实际地震资料进行验证。结果表明:阈值指数递减策略较恒阈值、阈值线性递减、数据驱动阈值等策略获得的插值结果的信噪比更高;结合终止准则,最大迭代次数为35~50时,即可获得较好的插值效果。 展开更多

关键词 快速迭代收缩阈值算法 快速凸集投影算法 阈值策略 终止准则 地震资料插值

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基于混合快速共轭梯度法的有限差分对比源反演 被引量：1

4

作者 王豆豆 王守东 +2 位作者 邹少峰 高艳霞 刘晗 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期351-359,I0005,共10页

有限差分对比源反演(FDCSI)是一种解决逆散射问题的方法,该方法在反演中背景模型保持不变,只进行一次全正演计算,减少了计算量。FDCSI将逆散射问题转化为优化问题,采用常规共轭梯度法优化目标泛函,但收敛速度较慢,影响反演效率。为此,... 有限差分对比源反演(FDCSI)是一种解决逆散射问题的方法,该方法在反演中背景模型保持不变,只进行一次全正演计算,减少了计算量。FDCSI将逆散射问题转化为优化问题,采用常规共轭梯度法优化目标泛函,但收敛速度较慢,影响反演效率。为此,在研究频率域声波方程有限差分对比源反演方法的基础上,提出了基于混合快速共轭梯度法的有限差分对比源反演方法,提高了反演效率。混合快速共轭梯度法是在快速迭代收缩阈值算法基础上改进得到的优化方法,该方法适用于有限差分对比源反演,在不增加单次迭代计算量的基础上加速目标泛函收敛,保证了对比源反演算法的快速稳定收敛。 展开更多

关键词 逆散射 对比源反演 频率域声波方程 快速迭代收缩阈值算法 混合快速共轭梯度法

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应用快速POCS算法的非均匀地震数据重建 被引量：3

5

作者 董烈乾 张慕刚 +3 位作者 汪长辉 安学勇 郭振兴 范红光 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期334-339,共6页

凸集投影(Projection on Convex Sets,POCS)算法已经成功地应用于地震数据重建,灵活且简单。然而该算法要求重构数据必须是在规则网格上进行,由于障碍物等因素导致实际采集数据偏离预设网格点,重构效果不佳,且该算法的收敛速度仅为O(1/... 凸集投影(Projection on Convex Sets,POCS)算法已经成功地应用于地震数据重建,灵活且简单。然而该算法要求重构数据必须是在规则网格上进行,由于障碍物等因素导致实际采集数据偏离预设网格点,重构效果不佳,且该算法的收敛速度仅为O(1/k),其中k为迭代次数。针对以上问题,首先构建了非均匀网格地震数据正演模型;然后从快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage Thresholding Algorithm,FISTA)出发,推导并提出了基于曲波变换的快速凸集投影算法(Fast POCS,FPOCS),该算法保留了迭代收缩阈值算法(ISTA)的计算简单性,具有全局收敛速度O(1/k^(2));是一种快速的地震数据重构方法;最后通过模拟和实际数据处理验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 地震数据重构 快速凸集投影 快速迭代收缩阈值 曲波变换

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基于改进FISTA的高分辨率声源定位方法

6

作者 邓如朝 杨祥国 +4 位作者 李昌伟 张梦如 陈宁芳 杨萍 李昕 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期440-450,共11页

为提高快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)在反卷积波束形成中的空间分辨率以及计算速度,采用基于快速傅里叶变换的声学模型,引入过松弛方法和“贪婪”重启策略,提出两种改进的快速迭代收缩... 为提高快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)在反卷积波束形成中的空间分辨率以及计算速度,采用基于快速傅里叶变换的声学模型,引入过松弛方法和“贪婪”重启策略,提出两种改进的快速迭代收缩阈值算法,即基于快速傅里叶变换的过松弛单调快速迭代收缩阈值算法(Over-relaxed Monotone Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm based on Fast Fourier Transform,FFT-OMFISTA)和基于快速傅里叶变换的“贪婪”快速迭代收缩阈值算法("Greedy"Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm based on Fast Fourier Transform,FFT-GFISTA),并应用于反卷积波束形成的求解过程中。设计了单声源和双声源的仿真与实验,验证了所提算法的有效性与优越性。结果表明,两种所提算法都具有良好的性能,都能在声源定位中实现更高的空间分辨率以及更快的计算速度。 展开更多

关键词 声源定位 反卷积 波束形成 快速迭代收缩阈值算法(FISTA) 麦克风阵列

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基于深度展开网络的SFGPR压缩感知成像方法

7

作者 孙延鹏 尹鑫戊 屈乐乐 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第4期427-433,453,共8页

针对频率步进探地雷达(SFGPR)传统压缩感知成像方法中参数选取敏感、成像精度较低的问题,提出一种基于深度展开网络的SFGPR压缩感知成像方法。该方法首先将快速迭代收缩阈值算法的迭代过程映射到深度网络架构中,然后加入卷积神经网络模... 针对频率步进探地雷达(SFGPR)传统压缩感知成像方法中参数选取敏感、成像精度较低的问题,提出一种基于深度展开网络的SFGPR压缩感知成像方法。该方法首先将快速迭代收缩阈值算法的迭代过程映射到深度网络架构中,然后加入卷积神经网络模块作为成像区域的稀疏表示及其逆过程,需要手动调整的参数设置为可学习的网络参数,最后使用经过杂波抑制的降采样回波数据对网络进行训练和测试。仿真和实测数据处理结果表明该方法能够在无需人工调优参数的情况下,提高地下目标的成像精度。 展开更多

关键词 深度展开网络 频率步进探地雷达 快速迭代收缩阈值算法 压缩感知

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基于压缩感知和Contourlet变换的地震数据重建方法 被引量：13

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作者 张良 韩立国 +1 位作者 刘争光 李宇 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期804-811,共8页

基于压缩感知技术的地震数据字典重建算法在训练字典时耗时较长,基于压缩感知技术的稀疏变换重建算法对稀疏基的要求较高,权衡信噪比和时间,采用目前已应用于地震数据重建的Contourlet稀疏基,提出了一种基于压缩感知技术和Contourlet变... 基于压缩感知技术的地震数据字典重建算法在训练字典时耗时较长,基于压缩感知技术的稀疏变换重建算法对稀疏基的要求较高,权衡信噪比和时间,采用目前已应用于地震数据重建的Contourlet稀疏基,提出了一种基于压缩感知技术和Contourlet变换的地震数据重建方法。首先根据设计的测量矩阵,在Contourlet域中采用快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,FISTA)重建缺失的稀疏系数,然后进行Contourlet反变换完成地震数据的缺失重建。合成数据和实际地震数据测试结果表明,基于压缩感知技术的Contourlet变换能够很好地完成地震数据的缺失重建;与压缩感知技术中常用的短时傅里叶变换和小波变换方法相比,基于压缩感知的Contourlet变换重建结果信噪比更高,并且增加的耗时有限,在可以接受的范围之内。 展开更多

关键词 压缩感知 CONTOURLET变换 测量矩阵 地震数据重建 快速迭代收缩阈值

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基于即插即用2D-FISTA的高分辨ISAR成像方法 被引量：3

9

作者 杨子聪 李小勇 白雪茹 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期38-44,共7页

基于即插即用框架,将二维快速迭代收缩阈值算法与深度去噪网络DnCNN相结合,提出对不同信噪比回波稳健的逆合成孔径雷达高分辨成像方法PnP 2D-FISTA。首先建立二维ISAR成像的信号模型与稀疏观测模型,给出2D-FISTA成像的迭代公式,然后用Dn... 基于即插即用框架,将二维快速迭代收缩阈值算法与深度去噪网络DnCNN相结合,提出对不同信噪比回波稳健的逆合成孔径雷达高分辨成像方法PnP 2D-FISTA。首先建立二维ISAR成像的信号模型与稀疏观测模型,给出2D-FISTA成像的迭代公式,然后用DnCNN作为去噪器代替软阈值收缩函数,获得良好的图像重构与去噪性能。仿真与实测数据实验结果表明,PnP 2D-FISTA能在不同信噪比条件下实现高效成像,并具有较好的重构性能与噪声鲁棒性。 展开更多

关键词 逆合成孔径雷达成像 稀疏信号重构 即插即用 二维快速迭代收缩阈值算法

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基于改进GD-HASLR算法的遮挡人脸识别 被引量：3

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作者 徐恬恬 席志红 《电子科技》 2023年第6期72-79,共8页

针对遮挡人脸识别方面的算法在训练样本数目减少时,其识别结果也会下降。为了解决该问题,文中提出了一种改进的GD-HASLR(Gradient Direction-Based Hierarchical Adaptive Sparse and Low-Rank)算法。该算法先求得人脸图像的广义梯度方... 针对遮挡人脸识别方面的算法在训练样本数目减少时,其识别结果也会下降。为了解决该问题,文中提出了一种改进的GD-HASLR(Gradient Direction-Based Hierarchical Adaptive Sparse and Low-Rank)算法。该算法先求得人脸图像的广义梯度方向,计算人脸图像从一阶到三阶的梯度大小和梯度方向,再利用映射函数进行映射后求得梯度方向向量,然后将其作为层次稀疏低秩模型的输入,求解出图像的表示系数和误差。文中采用了重启的快速迭代收缩阈值算法-Ⅱ求解稀疏表示系数。最后,计算一阶到三阶测试样本的残差,选取其频率最高或者平均等级最低的类别作为分类结果。在AR、Extended Yale B数据库上的实验结果表明,与GD-HASLR等方法相比,文中改进方法获得的识别效果更好。 展开更多

关键词 遮挡 人脸识别 广义梯度方向 梯度大小 梯度方向 层次稀疏低秩模型 重启快速迭代收缩阈值算法-Ⅱ GD-HASLR

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数字乳腺断层合成成像OSSF-ATpV重建算法 被引量：1

11

作者 黄杰星 黄斯伟 +1 位作者 蔡江泽 徐圆 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第6期1033-1038,共6页

针对FISTA算法梯度下降步骤中利普希茨常数计算复杂、迭代步长不稳定以及全变分正则化容易导致低对比度结构被过度平滑等问题,提出了一种数字乳腺断层合成成像OSSF-ATpV重建算法。实验构造了惩罚加权最小二乘法自适应全变分正则化模型,... 针对FISTA算法梯度下降步骤中利普希茨常数计算复杂、迭代步长不稳定以及全变分正则化容易导致低对比度结构被过度平滑等问题,提出了一种数字乳腺断层合成成像OSSF-ATpV重建算法。实验构造了惩罚加权最小二乘法自适应全变分正则化模型,用有序子集联合代数重建技术(OS-SART)代替FISTA算法中的梯度下降算法求解最小二乘法问题,并利用OS-SART计算的预处理矩阵引入ATpV的加权近端梯度问题抑制噪声和伪影。实验结果证明,本方法可以重建出伪影和噪声水平低、并保留结构边缘的优质乳腺断层图像。 展开更多

关键词 数字乳腺断层合成成像 自适应全变分 快速迭代收缩阈值

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基于IFISTA算法的LFM信号压缩感知重构

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作者 张瑞 孟晨 +1 位作者 王成 王强 《现代电子技术》 2022年第11期11-17,共7页

快速迭代收缩阈值算法(FISTA)为低复杂度、高效率的信号重建铺平了道路。但是,当应用到线性调频信号重构时,传统的FISTA算法存在重构效果不佳、收敛速度慢等缺点。为了提高重建效果,提出基于保护系数的改进快速迭代收缩阈值算法(IFISTA... 快速迭代收缩阈值算法(FISTA)为低复杂度、高效率的信号重建铺平了道路。但是,当应用到线性调频信号重构时,传统的FISTA算法存在重构效果不佳、收敛速度慢等缺点。为了提高重建效果,提出基于保护系数的改进快速迭代收缩阈值算法(IFISTA)。在新方案下,首先,利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换下的时频稀疏特性得到线性调频信号良好的稀疏表示,在迭代过程中对所有重构系数进行分析;然后,与特征相关的系数将被保护免受阈值收缩,以减少信息损失。仿真信号实验分析验证了该算法的有效性,结果表明,在相同信噪比条件下,提出的算法在线性调频信号的重构方面优于传统算法的性能。 展开更多

关键词 线性调频信号 快速迭代收缩阈值算法 分数阶傅里叶变换 压缩感知 重构算法 稀疏表示 保护系数

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基于非均匀采样的稀疏信号恢复FPGA实现技术研究 被引量：4

13

作者 傅建军 刘琛琛 许伟 《电子与封装》 2019年第10期34-38,43,共6页

针对宽频段非均匀采样信号恢复的FPGA实现进行了技术研究。以非均匀采样器作为频域稀疏信号的压缩采样模型,应用快速迭代阈值收缩算法(FISTA)求解基于L1范数最小化的稀疏信号恢复优化问题——基追踪抗量化噪声,提出了对求解过程的近似... 针对宽频段非均匀采样信号恢复的FPGA实现进行了技术研究。以非均匀采样器作为频域稀疏信号的压缩采样模型,应用快速迭代阈值收缩算法(FISTA)求解基于L1范数最小化的稀疏信号恢复优化问题——基追踪抗量化噪声,提出了对求解过程的近似处理方法,使得硬件实现难度大幅降低,最终给出了基于FISTA的信号恢复算法在FPGA上的实现方法,编写了Verilog HDL代码,在逻辑电路仿真工具上进行了仿真,算法运行时间为6.7 ms。结果表明所设计的恢复电路能够正确运行,且具备良好的实时性能。 展开更多

关键词 压缩感知 快速迭代阈值收缩算法 基追踪抗量化噪声

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