基于贝叶斯神经网络的相位梯度计算方法 被引量：1

1

作者 张康洋 倪梓浩 +1 位作者 董博 白玉磊 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期842-851,共10页

应变重构是相衬光学相干层析力学性能表征中的关键步骤,其需要准确计算出差分包裹相位的梯度分布。为了能够解决强噪声干扰下的相位梯度重构信噪比低的难题,提出了一种基于贝叶斯神经网络的相位梯度计算方法。首先,通过计算机模拟不同... 应变重构是相衬光学相干层析力学性能表征中的关键步骤,其需要准确计算出差分包裹相位的梯度分布。为了能够解决强噪声干扰下的相位梯度重构信噪比低的难题,提出了一种基于贝叶斯神经网络的相位梯度计算方法。首先,通过计算机模拟不同散斑噪声等级下的包裹相位图,并生成相应的理想相位梯度,以构建网络的训练集。其次,基于网络训练集采用贝叶斯推断理论学习强噪声环境下的包裹相位与相位梯度的“端到端”映射关系。最后,将相衬光学相干层析测量的差分包裹相位结果送入贝叶斯神经网络进行处理,实现高信噪比相位梯度预测。此外,通过借助贝叶斯神经网络的统计特性,以模型不确定度来定量评估相位梯度预测结果的可靠性。通过数值实验和三点弯曲力学加载实验对比分析了本文方法和主流矢量方法的性能。实验结果表明:在噪声较小的条件下,本文方法重构的相位梯度信噪比可提升8%;在噪声较强条件下,本文方法能成功恢复因相位条纹难以分辨而无法计算的相位梯度。此外,模型不确定度能够定量分析网络的相位梯度预测误差。可以预见,在样品形变复杂且先验信息未知的条件下,本工作为相衬光学相干层析提供了一种有效的应变重构方法,从而能实现高质量和高可靠的内部力学性能表征。 展开更多

关键词 光学相干层析成像 相衬技术 相位梯度计算 贝叶斯神经网络 形变测量

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基于直方图梯度计算的T2加权脑部MR图像自动分割 被引量：8

2

作者 齐兴斌 赵丽 +1 位作者 李雪梅 田涛 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第5期1576-1579,共4页

针对脑部核磁共振图像分割问题,提出了一种直方图梯度计算方法。首先,对MR图像的直方图进行平滑处理,从而去除三个体素中出现的最低灰度级;然后,在预处理后的直方图上计算梯度;最后,计算对象数和其所在位置的梯度,并对图像进行自动分割... 针对脑部核磁共振图像分割问题,提出了一种直方图梯度计算方法。首先,对MR图像的直方图进行平滑处理,从而去除三个体素中出现的最低灰度级;然后,在预处理后的直方图上计算梯度;最后,计算对象数和其所在位置的梯度,并对图像进行自动分割。基于直方图处理进行梯度计算,大大降低了计算复杂度。在T2加权脑部MR图像上的实验结果表明,该方法可以有效地从二维和三维图像中提取出主要脑部区域,并在临床环境中获得的人类脑部MR图像上成功实施,分割效果优于其他几种现有分割算法。 展开更多

关键词 直方图 梯度计算 磁共振图像 图像分割 T2加权

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基于梯度的光流计算方法中梯度计算对性能的影响 被引量：7

3

作者 陈邦忠 涂建平 +1 位作者 王秀坛 彭应宁 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第2期75-76,115,共3页

基于梯度的方法是光流计算中很重要的一类方法,而梯度的计算对整个算法的性能有着重要的影响。文章考察了几种常用梯度算子对光流计算的影响,并给出了理论分析。实验结果证明理论分析是正确的。

关键词 梯度 光流计算方法 性能 梯度算子 图像序列处理 图像处理 梯度计算 光流计算

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燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法 被引量：5

4

作者 夏迪 王永泓 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第14期108-111,共4页

针对PG9171E型单轴发电用燃气轮机,建立了一套非线性故障诊断方法。该诊断方法主要由两部分组成:燃机仿真模型和故障诊断目标函数。在对目标函数的优化计算过程中采用了梯度法,梯度在数值上等于目标函数对各自变量的偏微分值的负数。为... 针对PG9171E型单轴发电用燃气轮机,建立了一套非线性故障诊断方法。该诊断方法主要由两部分组成:燃机仿真模型和故障诊断目标函数。在对目标函数的优化计算过程中采用了梯度法,梯度在数值上等于目标函数对各自变量的偏微分值的负数。为了减少计算量,传统方法常用差分值代替偏微分值,但实际计算过程中发现,用差分代替偏微分会给计算结果带来不可忽略的误差,而且该误差无法通过增加计算次数消除。文中采用三点拟合的方法近似地求取目标函数的偏微分值,实际应用显示该方法并不会明显增加计算量,但却较大地提高了非线性故障诊断方法的精度。 展开更多

关键词 非线性 燃气轮机 故障诊断 梯度计算

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基于力学原理的海洋网格数据梯度计算 被引量：1

5

作者 仉天宇 杜广伟 +2 位作者 苏奋振 王敬贵 陈秀法 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B10期223-226,共4页

分析和讨论了关于网格数据梯度的定义(方向导数，梯度，最大梯度)及其应用范围，给出了解析计算公式和离散计算公式。根据海洋动力学中地转流的计算原理，讨论和分析了海洋动力网格数据梯度计算的方法，阐述了海洋网格数据梯度计算需要... 分析和讨论了关于网格数据梯度的定义(方向导数，梯度，最大梯度)及其应用范围，给出了解析计算公式和离散计算公式。根据海洋动力学中地转流的计算原理，讨论和分析了海洋动力网格数据梯度计算的方法，阐述了海洋网格数据梯度计算需要注意的几个基本事项。指出：在大多数情况下，应该尽可能采用基于力学原理的梯度计算方法。利用海面高度样本数据进行了梯度试算，指出利用现有软件进行计算时，需要注意不同算法之间的差别。 展开更多

关键词 海洋地理信息系统(MGIS) 梯度计算 最大梯度

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基于实时梯度计算的快速纹理映射体绘制

6

作者 郑杰 姬红兵 杨万海 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第2期230-233,共4页

本文分析讨论了一种基于实时梯度计算的纹理映射体绘制算法。在绘制过程中实时计算每个体素上的梯度,有效地减少了在传统基于纹理映射的体绘制中,对梯度预先计算的耗时操作,也降低了内存的消耗,加快了整个绘制过程。同时,采用三维Sobel... 本文分析讨论了一种基于实时梯度计算的纹理映射体绘制算法。在绘制过程中实时计算每个体素上的梯度,有效地减少了在传统基于纹理映射的体绘制中,对梯度预先计算的耗时操作,也降低了内存的消耗,加快了整个绘制过程。同时,采用三维Sobel算子对梯度进行计算,并进行归一化处理,有效地提高了绘制图像的质量。在实现中充分利用了目前PC图形硬件成熟的可编程特性,特别是fragment program,来完成梯度的实时计算。最后对医学体数据进行绘制,得到了理想的结果。 展开更多

关键词 体绘制 三维纹理映射 梯度计算 通用图形处理器

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用B样条拟合计算带噪数字图像的梯度

7

作者 逯峰 杨朝霞 关履泰 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期1-3,共3页

利用B样条的局部性及其求导的特殊性 ,对带有噪声的数字图像的梯度计算 ,即 :首先利用B样条进行拟合 ,然后求梯度。这样的处理就抑制了噪声的影响 ,而且B样条的计算特别简单。还提出了算法实现的优化 。

关键词 B样条拟合 数字图像 噪声抑制 边缘提取 带噪图像 图像处理 梯度计算

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基于迎风格式伴随方程的飞行器边界特性设计方法

8

作者 邓俊 高正红 +2 位作者 黄江涛 赵轲 夏露 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期281-292,共12页

飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍... 飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍了离散伴随求解梯度的基本原理,在此基础上推导了伴随方程的无黏项及其边界条件的变分形式,根据通量限制器的处理方式,形成一阶精度、二阶精度和混合精度的伴随方程。对伴随方程的边界处理措施进行了研究。通过ONERA M6机翼梯度精度和鲁棒性验证算例,对比迎风格式和中心格式的伴随方程求解性能,分析限制器和边界处理措施对伴随方程的收敛性和梯度精度的影响。通过CRM翼身组合体巡航气动优化设计和边界特性优化设计算例,验证了求解器对飞行器巡航性能设计和边界特性设计的有效性。计算和设计结果表明,建立的迎风格式伴随方程求解方法鲁棒和梯度精度高,能够适用于飞行器边界特性设计难题的求解。 展开更多

关键词 迎风格式 通量限制器 离散伴随方程 梯度计算 边界特性 气动优化

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基于GPU的图像特征并行计算方法 被引量：6

9

作者 张杰 柴志雷 喻津 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第10期297-300,324,共5页

特征提取与描述是众多计算机视觉应用的基础。局部特征提取与描述因像素级处理产生的高维计算而导致其计算复杂、实时性差,影响了算法在实际系统中的应用。研究了局部特征提取与描述中的关键共性计算模块——图像金字塔机制及图像梯度... 特征提取与描述是众多计算机视觉应用的基础。局部特征提取与描述因像素级处理产生的高维计算而导致其计算复杂、实时性差,影响了算法在实际系统中的应用。研究了局部特征提取与描述中的关键共性计算模块——图像金字塔机制及图像梯度计算。基于NVIDIA GPU/CUDA架构设计并实现了共性模块的并行计算,并通过优化全局存储、纹理存储及共享存储的访问方式进一步实现了其高效计算。实验结果表明,基于GPU的图像金字塔和图像梯度计算比CPU获得了30倍左右的加速,将实现的图像金字塔和图像梯度计算应用于HOG特征提取与描述算法,相比CPU获得了40倍左右的加速。该研究对于基于GPU实现局部特征的高速提取与描述具有现实意义。 展开更多

关键词 图像金字塔机制 图像梯度计算

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基于纹理块与梯度特征的图像修复改进算法 被引量：5

10

作者 兰小丽 刘洪星 姚寒冰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第20期172-177,共6页

针对目前图像修复算法在处理污损车牌图像时存在边缘修复不连续和效率不高问题,提出采用纹理块与梯度特征结合的改进的算法。新算法从两个方面进行改进:针对最优匹配块,加入梯度计算,优化匹配块的选择及预编辑,提高与环境的融合效果;采... 针对目前图像修复算法在处理污损车牌图像时存在边缘修复不连续和效率不高问题,提出采用纹理块与梯度特征结合的改进的算法。新算法从两个方面进行改进:针对最优匹配块,加入梯度计算,优化匹配块的选择及预编辑,提高与环境的融合效果;采用了一种更新填充前端的修改方案,提高修复效率。测试结果表明,所提出的算法具有更好的计算效率,视觉感知方面具有更好的边缘连续性。 展开更多

关键词 图像修复 梯度计算 预编辑 更新填充前端 计算效率

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一种基于梯度域的三维军标绘制方法 被引量：6

11

作者 陈红倩 张庆义 +1 位作者 李凤霞 陈谊 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期171-174,179,共5页

为提高三维战场环境仿真中军标的标绘速度,提出一种基于梯度域的三维动态军标快速绘制方法。本方法首先提取军标覆盖区域的地形数据,通过梯度域计算获取对地形形状影响最大的若干特征点;通过特征合并对特征点进行进一步精简;通过对特征... 为提高三维战场环境仿真中军标的标绘速度,提出一种基于梯度域的三维动态军标快速绘制方法。本方法首先提取军标覆盖区域的地形数据,通过梯度域计算获取对地形形状影响最大的若干特征点;通过特征合并对特征点进行进一步精简;通过对特征点进行样条插值,实现三维军标控制曲线的平滑过渡。实验证明,通过本绘制方法可以实现军标的快速绘制,并能使军标在动态运动过程中保持地形匹配,可显著提高军标绘制效率。 展开更多

关键词 三维军标 梯度域计算 Catmull-Rom曲线 地形匹配

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面向图像局部重建的梯度分析 被引量：1

12

作者 叶学义 惠舒芸 +1 位作者 齐珍珍 李汪兵 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第12期235-241,共7页

在基于场方向导数的图像局部区域重建过程中,梯度计算对图像边缘的重建效果有很大影响。分析选择单向计算梯度分量的必要性,提出梯度计算的就近原则,对参与梯度分量单向计算的相邻点设置优先级,将缺损点与已知点之间的边缘特征反映在已... 在基于场方向导数的图像局部区域重建过程中,梯度计算对图像边缘的重建效果有很大影响。分析选择单向计算梯度分量的必要性,提出梯度计算的就近原则,对参与梯度分量单向计算的相邻点设置优先级,将缺损点与已知点之间的边缘特征反映在已知点的梯度中,进而影响重建过程,从而实现对图像中边缘特征的重建。实验结果表明,采用该梯度计算模式能有效改善对图像边缘特征的重建效果。 展开更多

关键词 点源影响函数 方向导数 图像局部重建 梯度分量单向计算 就近原则

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一种高分辨率的磁共振成像梯度信号发生器 被引量：1

13

作者 王天琪 邢藏菊 肖亮 《现代电子技术》 2023年第13期49-54,共6页

PCM1794是一款24位字长、串行输入、双极性电压输出的高精度数模转换芯片,拥有出色的动态性能,信噪比高达129 dB。针对磁共振成像谱仪小型化、高集成度的发展需求,文中提出一种高分辨率的磁共振成像梯度信号发生器,采用PCM1794芯片作为... PCM1794是一款24位字长、串行输入、双极性电压输出的高精度数模转换芯片,拥有出色的动态性能,信噪比高达129 dB。针对磁共振成像谱仪小型化、高集成度的发展需求,文中提出一种高分辨率的磁共振成像梯度信号发生器,采用PCM1794芯片作为数模转换器,以单片FPGA芯片作为梯度信号计算及控制单元的核心。该梯度信号发生器输出高精度的独立的X、Y、Z三个方向的梯度波形和静磁场梯度波形(用于静磁场B0的涡流补偿)。其预加重计算周期为1μs,波形更新周期最小也可达1μs。通过优化FPGA程序的计算架构节省了硬件乘法器资源的消耗,降低了对FPGA性能的要求,有利于构建高集成度的紧凑型谱仪。通过软件仿真和实际测试结果表明,该梯度信号发生器能够产生高精度梯度波形,满足磁共振成像对于梯度发生的要求。 展开更多

关键词 磁共振成像 梯度信号发生器 数模转换器 电路设计 梯度信号计算 涡流补偿

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井工煤矿全波形反演的初始模型构建探究 被引量：1

14

作者 梁旭 徐裴 +3 位作者 白喜成 李志勇 孙瑞雪 聂天文 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期90-100,共11页

为提高全波形反演在井工煤矿工作面的运算效果,探究了三维程函方程求解时间场的方法,由透射初至走时反演刻画出初始模型,通过建立含断层的复杂地质模型理论计算正反演来验证算法可靠性。依据小保当二号煤矿工作面实际数据,通过折射横纵... 为提高全波形反演在井工煤矿工作面的运算效果,探究了三维程函方程求解时间场的方法,由透射初至走时反演刻画出初始模型,通过建立含断层的复杂地质模型理论计算正反演来验证算法可靠性。依据小保当二号煤矿工作面实际数据,通过折射横纵波有效信息,初步刻画煤岩分界,改进初始模型,提升全波形反演梯度结果,研究成果可用于煤矿工作面的高精度探测,建立更优全波形反演系统。 展开更多

关键词 井工煤矿 全波形反演 模型构建 高精度探测 程函方程 射线追踪 梯度计算 最小二乘法

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基于近似解析离散化算子的频率域弹性波全波形反演方法

15

作者 杨晓婷 王宁 郎超 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期25-46,共22页

全波形反演是一种利用地震波传播的动力学特征来获取地下介质物性参数的反演方法,可为揭示地下精细结构提供重要依据。本文以弹性波方程作为数学模型来模拟地震波传播规律并进行相应的反演方法研究。为提高计算效率与反演结果的准确性,... 全波形反演是一种利用地震波传播的动力学特征来获取地下介质物性参数的反演方法,可为揭示地下精细结构提供重要依据。本文以弹性波方程作为数学模型来模拟地震波传播规律并进行相应的反演方法研究。为提高计算效率与反演结果的准确性,可将近似解析离散化(NAD)算子用于频率域弹性波方程的正演模拟。本文在频率域NAD离散的基础上推导阻抗矩阵的稀疏分块结构与反演目标函数对模型参数的梯度计算公式,由此建立基于NAD算子的频率域弹性波全波形反演方法。为验证该方法的有效性,文中通过数值实验对多种典型介质模型进行反演计算,均得到了理想的反演结果。 展开更多

关键词 频率域 全波形反演 近似解析离散化 弹性波 梯度计算

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输电线路走廊地物到导线危险距离定位方法

16

作者 范亚洲 李国强 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期748-753,共6页

为了准确定位输电线路走廊地物到导线危险距离,提出输电线路走廊地物到导线危险距离定位方法。利用激光雷达获取点云图像数据,利用滤波法消除图像噪声。结合梯度计算和相位编组检测出图像目标的直线边缘位置,提取异常距离点。通过全局... 为了准确定位输电线路走廊地物到导线危险距离,提出输电线路走廊地物到导线危险距离定位方法。利用激光雷达获取点云图像数据,利用滤波法消除图像噪声。结合梯度计算和相位编组检测出图像目标的直线边缘位置,提取异常距离点。通过全局峰值实现杆塔异常距离定点全局检测,利用灰色关联分析法建立安全距离评估模型,实现输电线路走廊地物到导线危险距离定位。测试结果表明,该方法异常距离定位容错空间预留误差平均值为0.3 m,异常定位误差平均值为0.26 m,平均定位准确率为98.9%,可以提升输电线路走廊地物到导线危险距离定位准确性。 展开更多

关键词 梯度计算 激光雷达 视觉图像 输电线杆塔 全局投票 相位编组 异常定位

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一种改进的Canny边缘检测算子 被引量：12

17

作者 苏连成 王东卫 《燕山大学学报》 CAS 2012年第5期413-416,共4页

用Canny边缘检测算子检测一些边缘不明显图片的边缘时,得到的边缘图像可能有间断,甚至会漏检一些倾斜的边缘。本文通过对两个斜方向上的梯度信息的提取添加,使梯度信息更加完整,进而得到了更好的边缘图像。Lina图片和折反射全向图像的... 用Canny边缘检测算子检测一些边缘不明显图片的边缘时,得到的边缘图像可能有间断,甚至会漏检一些倾斜的边缘。本文通过对两个斜方向上的梯度信息的提取添加,使梯度信息更加完整,进而得到了更好的边缘图像。Lina图片和折反射全向图像的边缘检测效果证明了改进算子的有效性。 展开更多

关键词 CANNY算子 边缘检测 梯度计算

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Canny边缘检测算法在飞腾平台上的实现与优化 被引量：6

18

作者 郭恒亮 柴晓楠 +2 位作者 韩林 赫晓慧 商建东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期37-43,共7页

为实现国产飞腾DSP平台对底层图像库的支持,针对原始Canny边缘检测算法计算时间过长的问题,设计一种面向FT-M7002平台的Canny梯度计算并行算法。基于FT-M7002高性能处理架构,采用单指令流多数据流向量化方式增强DSP内核指令的并行处理能... 为实现国产飞腾DSP平台对底层图像库的支持,针对原始Canny边缘检测算法计算时间过长的问题,设计一种面向FT-M7002平台的Canny梯度计算并行算法。基于FT-M7002高性能处理架构,采用单指令流多数据流向量化方式增强DSP内核指令的并行处理能力,根据FT-M7002平台向量存储器的层次结构特征,分析Canny梯度计算并行算法的访存模式,通过首地址偏移取址解决不连续访存问题,并结合双缓冲方式完成数据传输与数据计算。实验结果表明,在与原始Canny算法具有相同检测精度的情况下,该算法在卷积核大小为3×3、5×5、7×7时整体运行速度提升了1.490~2.112倍,缩小了与主流加速器件在数字图像处理领域的性能差距。 展开更多

关键词 FT-M7002处理器 CANNY边缘检测 梯度计算并行 访存优化 双缓冲方式

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一种改进的植物叶片病斑区域边缘提取技术 被引量：5

19

作者 夏永泉 曾莎 李耀斌 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第1期67-70,共4页

针对传统Canny算子边缘检测时容易丢失边缘细节的缺陷,提出了一种改进的植物叶片病斑区域边缘提取技术.运用最大类间方差法对病害图像进行二值化,添加对两个斜方向上梯度信息的提取,更加完整地保存了梯度信息,从而得到更完整的边缘图像... 针对传统Canny算子边缘检测时容易丢失边缘细节的缺陷,提出了一种改进的植物叶片病斑区域边缘提取技术.运用最大类间方差法对病害图像进行二值化,添加对两个斜方向上梯度信息的提取,更加完整地保存了梯度信息,从而得到更完整的边缘图像.实验结果表明,本文方法能够有效地滤除图像中的噪声,检测到细节梯度,去除伪边缘和噪声边缘,得到更加精确的病斑区域边缘. 展开更多

关键词 植物叶片病斑区域 边缘检测 最大类间方差法 梯度计算

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一种基于模型的光学层析图像重建方法 被引量：1

20

作者 孟静 黄贤武 王加俊 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期109-113,共5页

光学层析图像重建是个病态问题,测量误差会在重建过程中被放大,对此,提出一种以广义高斯马尔可夫随机场模型为先验信息的光学层析图像重建方法。重建过程是对目标函数的优化过程,目标函数关于光学参数的梯度计算是算法中的难点,因此,提... 光学层析图像重建是个病态问题,测量误差会在重建过程中被放大,对此,提出一种以广义高斯马尔可夫随机场模型为先验信息的光学层析图像重建方法。重建过程是对目标函数的优化过程,目标函数关于光学参数的梯度计算是算法中的难点,因此,提出一种基于梯度树的梯度计算方法。文中分别给出了吸收系数和散射系数的重建结果,并引入三个指标因子衡量重建图像的质量,进而列出不同重建算法下,重建图像的指标值。最后通过对重建结果和指标因子取值的比较,分析基于模型的重建算法的有效性。 展开更多

关键词 光学层析成像 图像重建 梯度计算 联合差分方法

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