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基于图拉普拉斯正则化的PET图像核重建方法
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作者 盛玉霞 孙坤 柴利 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期118-128,共11页
正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)在很多疾病的早期诊断中有重要的作用,PET图像重建的难点之一是如何在保持重建图像中病灶边缘特性的同时具有良好的去噪性能.针对此问题,本文提出了一种结合图拉普拉斯正则化和深... 正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)在很多疾病的早期诊断中有重要的作用,PET图像重建的难点之一是如何在保持重建图像中病灶边缘特性的同时具有良好的去噪性能.针对此问题,本文提出了一种结合图拉普拉斯正则化和深度图像先验的PET图像核重建方法 .设计了改进的U-net神经网络,将PET前向投影模型中的核系数表示为神经网络的输出;通过先验图像构建图拉普拉斯矩阵,重建问题被建模为基于神经网络的带图拉普拉斯正则化项的最大似然函数优化问题.利用优化转移方法导出了收敛的迭代重建算法,每一次迭代包括由核重建方法更新图像和利用神经网络更新核系数两个步骤.仿真和临床实验结果表明,本文提出的方法在不同的指标下都有更好的重建效果,优于已有核重建方法以及最新的基于深度系数先验的重建方法 . 展开更多
关键词 PET 图像重建 核方法 深度图像先验 拉普拉斯正则化
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基于超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建 被引量:1
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作者 宋一娇 孔慧华 +2 位作者 李剑 齐子文 张然 《电子测量技术》 北大核心 2024年第10期160-167,共8页
超压层析成像是利用传感器采集到的冲击波信号来反演测试区域的超压分布,是典型的不完全数据重建问题,为了提高求解精度,本文提出了一种基于高斯牛顿迭代联合超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建方法。由于实际采集到的冲击波信号通... 超压层析成像是利用传感器采集到的冲击波信号来反演测试区域的超压分布,是典型的不完全数据重建问题,为了提高求解精度,本文提出了一种基于高斯牛顿迭代联合超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建方法。由于实际采集到的冲击波信号通常与干扰信号混叠在一起,会影响超压值的测量精度,本文首先采用改进的小波阈值算法对冲击波信号进行去噪处理;其次利用超拉普拉斯先验对图像边缘和二维层析模型进行正则约束;然后采用高斯牛顿迭代算法和交替方向乘子算法,解决大型病态稀疏矩阵的求解问题。实际实验结果表明本文的正则化方法与传统的全变分正则化和广义全变分正则化相比,重建精度可保持在15%左右,在实际场景中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 层析成像 小波阈值 全变分正则 广义全变分正则 拉普拉斯正则化 超压场重建
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稀疏分解和图拉普拉斯正则化的图像前景背景分割方法
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作者 谭婷芳 蔡万源 蒋俊正 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期979-987,共9页
针对现有图像前景背景分割方法的分割结果存在孤立像素点的问题,利用图信号处理理论和稀疏分解模型,提出新的图像前景背景分割方法.将图像的内在结构建模为图,通过图模型有效地刻画像素之间的内在关联性.将图像的像素强度建模为图信号,... 针对现有图像前景背景分割方法的分割结果存在孤立像素点的问题,利用图信号处理理论和稀疏分解模型,提出新的图像前景背景分割方法.将图像的内在结构建模为图,通过图模型有效地刻画像素之间的内在关联性.将图像的像素强度建模为图信号,其中图像背景作为平滑分量,由一组图傅里叶变换基函数线性表示,叠加在背景上的前景为稀疏分量,前景像素间的连通性可由图拉普拉斯正则化项进行刻画.将图像前景背景分割问题归结为包含稀疏分解模型和图拉普拉斯正则化项的约束优化问题,采用交替方向乘子法对该优化问题进行求解.实验结果表明,与现有的其他方法相比,所提方法具有更好的分割效果. 展开更多
关键词 图信号处理 拉普拉斯正则化 图傅里叶变换基函数 稀疏分解 前景背景分割
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图拉普拉斯正则化稀疏变换学习图像去噪算法 被引量:7
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作者 钱冲 常冬霞 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第5期232-239,共8页
从噪声图像中恢复干净的图像是对图像进行有效处理与分析的首要前提之一,而去除噪声的同时保持图像的特征则是图像去噪的一个具有挑战性的问题。为了在去除噪声的同时尽量保持图像的局部结构特征,提出了一种基于图拉普拉斯正则化稀疏变... 从噪声图像中恢复干净的图像是对图像进行有效处理与分析的首要前提之一,而去除噪声的同时保持图像的特征则是图像去噪的一个具有挑战性的问题。为了在去除噪声的同时尽量保持图像的局部结构特征,提出了一种基于图拉普拉斯正则化稀疏变换学习的图像去噪算法。通过引入图拉普拉斯正则化对邻域像素进行约束,可以较好地保护相邻像素之间的相关性,从而增强图像的局部平滑性。并且,为了更好地利用图像的非局部信息,在相似图像块度量中引入优化后的稀疏编码,从而寻找到更准确的相似图像块。实验结果表明,无论是在量化指标还是视觉质量上,所提算法均能取得较好的去噪性能。 展开更多
关键词 图像去噪 稀疏变换学习 拉普拉斯正则化 局部几何结构 图像块匹配
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基于Laplacian正则化最小二乘的半监督SAR目标识别 被引量:13
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作者 张向荣 阳春 焦李成 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期586-596,共11页
提出了一种基于核主成分分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和拉普拉斯正则化最小二乘(Laplacian regularized least squares,简称LapRLS)的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)目标识别方法.KPCA特征提... 提出了一种基于核主成分分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和拉普拉斯正则化最小二乘(Laplacian regularized least squares,简称LapRLS)的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)目标识别方法.KPCA特征提取方法不仅能够提取目标主要特征,而且有效地降低了特征维数.Laplacian正则化最小二乘分类是一种半监督学习方法,将训练集样本作为有标识样本,测试集样本作为无标识样本,在学习过程中将测试集样本包含进来以获得更高的识别率.在MSTAR实测SAR地面目标数据上进行实验,结果表明,该方法具有较高的识别率,并对目标角度间隔具有鲁棒性.与模板匹配法、支撑矢量机以及正则化最小二乘监督学习方法相比,具有更高的SAR目标识别正确率.此外,还通过实验分析了不同情况下有标识样本数目对目标识别性能的影响. 展开更多
关键词 核主成分分析 半监督学习 拉普拉斯正则化最小二乘分类 SAR 目标识别
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去噪算法驱动的地震反演正则化方法
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作者 王玲谦 周辉 +1 位作者 陈汉明 李红辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4664-4676,共13页
地震反演作为重要的定量解释手段,利用观测地震记录、层位信息和测井数据来预测地下弹性参数展布.但是,作为典型的反问题,地震反演具有严重的不适定性,难以获得稳定可靠的解,通常采用正则化的方法进行求解.同样地,作为反问题的地震数据... 地震反演作为重要的定量解释手段,利用观测地震记录、层位信息和测井数据来预测地下弹性参数展布.但是,作为典型的反问题,地震反演具有严重的不适定性,难以获得稳定可靠的解,通常采用正则化的方法进行求解.同样地,作为反问题的地震数据去噪,已进行了广泛深入的研究,许多去噪算法已经成功应用于地震反演中.本文提出一种去噪算法驱动的正则化方法,并将其应用于叠后地震反演.该正则化方法基于反演结果偏差与真实模型呈正交关系的假设条件,构建拉普拉斯正则化项,利用观测地震记录不匹配项和拉普拉斯正则化项来建立地震反演目标函数.在拉普拉斯正则化中需要真实模型,由传统去噪算法作用后的结果替代,因此该方法可以有效结合各种成熟的去噪算法.为了有效求解该目标函数,本文在去噪算法满足齐次性条件的基础上,推导了一种通用的目标函数的导数形式.该导数形式能灵活地结合传统的均值滤波和保边平滑滤波等线性去噪算法,并且可以采用共轭梯度法直接求解.该方法得到的反演结果可以在满足观测记录与合成记录匹配的同时,具备去噪算法期望的特征.本文证明了非局部均值滤波和字典学习去噪算法满足齐次性条件,并在模型测试中,与传统的迭代滤波反演方法比较,验证了该方法的可靠性和稳定性,并且通过实际数据叠后波阻抗反演说明了该方法的实用性. 展开更多
关键词 叠后地震反演 正则 去噪 拉普拉斯正则化
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基于双重正则矩阵分解的缺失数据恢复 被引量:4
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作者 刘歌 芮国胜 田文飚 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1191-1197,共7页
针对多源时间序列缺失数据恢复问题,提出一种基于双重正则矩阵分解的恢复方法。该方法在多源时间序列矩阵分解的基础上,利用时间序列的平滑性构建时间序列隐含因子的二阶差分正则项,同时引入反映数据内部结构的图拉普拉斯正则项对传感... 针对多源时间序列缺失数据恢复问题,提出一种基于双重正则矩阵分解的恢复方法。该方法在多源时间序列矩阵分解的基础上,利用时间序列的平滑性构建时间序列隐含因子的二阶差分正则项,同时引入反映数据内部结构的图拉普拉斯正则项对传感器隐含因子进行约束,并在图拉普拉斯矩阵获取过程中设计了一种联合数据本身的相似度和数据变化趋势相似度的双重皮尔逊相似策略,构造数据内部的最相似图。最后,将双正则项统一于矩阵分解的框架中,利用梯度下降法实现目标函数的优化,数据实验中分别采用合成数据和真实数据验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 多源时间序列 数据缺失 矩阵分解 拉普拉斯正则化
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一种基于局部学习的自然图像景物提取方法 被引量:9
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作者 彭宏京 陈松灿 张道强 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期834-844,共11页
引入一种按邻点对的相似性权值计算次数来归类Laplacian的思想,并从理论上证明了包含多次相似性权值计算的Laplacian构造比只计算一次或两次相似性权值的Laplacian构造更能精细地刻画数据局部几何结构.据此提出了一种新的更能胜任自然... 引入一种按邻点对的相似性权值计算次数来归类Laplacian的思想,并从理论上证明了包含多次相似性权值计算的Laplacian构造比只计算一次或两次相似性权值的Laplacian构造更能精细地刻画数据局部几何结构.据此提出了一种新的更能胜任自然图像景物提取任务的Laplacian构造方法.该方法通过任意一对相邻像素在不同局部邻域内建立一个线性学习模型来重构不同的相似性权值.结合用户提供的部分前、背景标记约束,导出求解景物提取的半监督二次优化目标函数.当考虑通过对前、背景抽样来估计未知像素的颜色值时,优化目标可以迭代求解.更有意义的是,该迭代方法可以成功地将原来构造的其他Laplacian推广应用于只提供稀疏指示条带的景物提取问题中.理论分析与实验结果均证实,所构造的Laplacian能够更充分地表达图像像素间的内在结构,能以更精细的方式约束传播前、背景的成分比例而不仅仅是标号,从而获得更优的景物提取效果. 展开更多
关键词 景物提取 半监督学习 局部学习 拉普拉斯正则化 二次优
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热红外与可见光图像融合算法研究 被引量:2
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作者 李海超 李成龙 +1 位作者 汤进 罗斌 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2016年第3期407-413,共7页
融合热红外与可见光图像能够达到信息的互补,弥补单一模态在某些条件下的不足,因此具有较高的研究和应用价值。采用了一种基于稀疏表示模型的热红外与可见光图像融合算法。首先,根据一定量图像样本学习出较为完备的字典。其次,对于给定... 融合热红外与可见光图像能够达到信息的互补,弥补单一模态在某些条件下的不足,因此具有较高的研究和应用价值。采用了一种基于稀疏表示模型的热红外与可见光图像融合算法。首先,根据一定量图像样本学习出较为完备的字典。其次,对于给定的两模态图像对,通过稀疏表示模型在学习出的字典上分别对其进行稀A表示。同时,为了提高鲁棒性,使用了拉普拉斯约束对表示系数进行正则化。然后,根据融合算法对两模态图像进行有效融合。最后,在公共的图像以及收集的图像上进行了实验,实验结果表明,该算法能够有效地融合两模态图像的信息。 展开更多
关键词 多模态融合 稀疏表示 拉普拉斯正则化
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使用深度对抗子空间聚类实现高光谱波段选择 被引量:4
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作者 曾梦 宁彬 +1 位作者 蔡之华 谷琼 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期381-385,共5页
高光谱图像(HSI)由数百个波段组成,波段之间的相关性强且具有较高的冗余度,导致出现维度灾难并且分类的复杂性很高。为此,使用深度对抗子空间聚类(DASC)网络进行高光谱的波段选择,并引入拉普拉斯正则化使网络更优,在保证分类精度的前提... 高光谱图像(HSI)由数百个波段组成,波段之间的相关性强且具有较高的冗余度,导致出现维度灾难并且分类的复杂性很高。为此,使用深度对抗子空间聚类(DASC)网络进行高光谱的波段选择,并引入拉普拉斯正则化使网络更优,在保证分类精度的前提下降低分类的复杂度。该网络通过在编码器和解码器中引入自表达层来模仿传统子空间聚类的"自表达"属性,充分运用光谱信息和非线性特征转换得到波段之间的相互关系,解决传统波段选择方法无法同时考虑光谱和空间信息的问题。同时,引入对抗学习来监督自编码器的样本表示和子空间聚类,使得子空间聚类具有更好的自表达性能。为了使网络性能更优,加入拉普拉斯正则化来考虑反映图像几何信息的局部流形结构。实验在两个公开的高光谱数据集上进行,所提出的方法和几种主流的波段选择方法进行对比的结果表明,DASC方法在分类精度上优于对比方法,其选出的波段子集可以满足应用需求。 展开更多
关键词 高光谱图像 波段选择 深度对抗子空间聚类 拉普拉斯正则化 深度学习
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基于核诱导的不完整多视角聚类 被引量:2
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作者 张炜 邓赵红 王士同 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2021年第2期284-293,共10页
随着技术的发展,数据往往具有来自不同源的多种形式,多视角聚类算法旨在利用不同源中的互补信息进行聚类。虽然目前多视角聚类算法已在各个领域取得较大发展和成功应用,但是多视角聚类算法仍然面临许多重要挑战,其中一个就是当多个视角... 随着技术的发展,数据往往具有来自不同源的多种形式,多视角聚类算法旨在利用不同源中的互补信息进行聚类。虽然目前多视角聚类算法已在各个领域取得较大发展和成功应用,但是多视角聚类算法仍然面临许多重要挑战,其中一个就是当多个视角的样本存在缺失时,如何充分挖掘数据信息以减少缺失样本带来的负面影响。针对此挑战,提出一种基于核诱导的不完整多视角聚类算法(KIMV)。该方法利用核方法和非负矩阵分解技术在核希尔伯特空间中对所有视角学习一个最优的共性矩阵,并通过视角自适应加权机制和图拉普拉斯正则化提高算法性能。在五个多视角数据集上的实验有效验证了KIMV的上述优势。 展开更多
关键词 不完整多视角 核诱导 拉普拉斯正则化 自适应视角加权
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