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Level set函数快速步进重构并行算法的改进 被引量:4
1
作者 黄筱云 董国海 +1 位作者 常佳夫 蒋学炼 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期836-842,共7页
为提高level set函数快速步进重构过程的并行计算效率,本文提出一种改进的分区并行重构算法。与原有分区并行算法相比,优化了子区域间的同步方案,缩短了level set函数并行重构的计算时间。运用OpenMP多线程技术,建立了相应的并行计算模... 为提高level set函数快速步进重构过程的并行计算效率,本文提出一种改进的分区并行重构算法。与原有分区并行算法相比,优化了子区域间的同步方案,缩短了level set函数并行重构的计算时间。运用OpenMP多线程技术,建立了相应的并行计算模型,实现了圆球、圆环管和哑铃等值面并行重构。并行重构数值结果表明:只要子区域均分初始表面边界,level set函数全局或局部并行重构均具有良好加速比,8线程的最大加速比可接近6。 展开更多
关键词 level set函数 快速步进法 重构 并行算法 多线程技术 OpenMP多线程技术
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基于Level Set方法的风暴追踪
2
作者 傅圣雪 岳秀明 王敏 《灾害学》 CSCD 2009年第2期12-15,共4页
利用现代计算机技术和信息处理技术,建立灾害性天气预警系统,是对灾害性天气进行识别和预报的最有效手段之一。研究探索风暴运动过程中多普勒雷达图像的数据处理和算法优化,是预警系统工作中的关键技术。基于计算机技术,应用TITAN算法... 利用现代计算机技术和信息处理技术,建立灾害性天气预警系统,是对灾害性天气进行识别和预报的最有效手段之一。研究探索风暴运动过程中多普勒雷达图像的数据处理和算法优化,是预警系统工作中的关键技术。基于计算机技术,应用TITAN算法及改进的Level set方法可以较好地实现对雷达图像中风暴体的追踪,提高灾害性天气预警效率。 展开更多
关键词 多普勒天气雷达 TITAN算法 level set方法 风暴体追踪
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Level set函数重新初始化的并行快速步进法 被引量:4
3
作者 黄筱云 董国海 +1 位作者 赵利平 程永舟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期666-671,689,共7页
为提高level set函数重新初始化的计算效率,基于分区并行思想,提出一种快速步进法的并行策略,实现level set函数的快速并行重新初始化。通过对圆球、五叶管和圆环管等算例的level set函数重新初始化,讨论了新并行算法的准确性和效率。... 为提高level set函数重新初始化的计算效率,基于分区并行思想,提出一种快速步进法的并行策略,实现level set函数的快速并行重新初始化。通过对圆球、五叶管和圆环管等算例的level set函数重新初始化,讨论了新并行算法的准确性和效率。结果表明,与串行快速步进法相比,并行算法保留了串行算法的精度,仍基本保持在1阶左右,同时显著减少了重新初始化的计算时间,特别在8线程条件下,所获的最佳加速比能够达到5。 展开更多
关键词 level set函数 重新初始化 快速步进法 并行 分区 并行算法 加速比
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结合快速步进法的Level Set人体足部图像分割 被引量:1
4
作者 蒋爱 李晓宁 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第24期5310-5313,共4页
针对Level Set算法运算速度较慢和易产生边缘泄露的不足,引入了结合快速步进的Level Set算法,提出了一套完整的分割人体足部骨骼图像技术路线。修正了原始"光切片"图像噪声多的不足,通过预处理去除噪声、增强边缘;设定分割初始点和运... 针对Level Set算法运算速度较慢和易产生边缘泄露的不足,引入了结合快速步进的Level Set算法,提出了一套完整的分割人体足部骨骼图像技术路线。修正了原始"光切片"图像噪声多的不足,通过预处理去除噪声、增强边缘;设定分割初始点和运算参数,运行改进的Level Set算法提取骨骼区域;运行形态学开操作进行边缘断裂和毛刺修复。实验结果表明,该处理流程具有较好的准确度和鲁棒性,与经典Level Set算法相比,改进的算法能提高19%~36%的运行速度。 展开更多
关键词 足部 预处理 图像分割 快速步进 levelset算法
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牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法
5
作者 梁英蓬 唐平 +3 位作者 陈松龄 江小平 李芳 夏迁 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第4期1239-1241,1245,共4页
为了有效地从CT图像中分割下颌神经管,提出了牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法。该算法在分析目前下颌神经管分割算法存在的问题,利用多水平集主次统计模型设计回馈控制,并基于局部牙弓曲线约束分析方法提出。实验表... 为了有效地从CT图像中分割下颌神经管,提出了牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法。该算法在分析目前下颌神经管分割算法存在的问题,利用多水平集主次统计模型设计回馈控制,并基于局部牙弓曲线约束分析方法提出。实验表明算法能有效提高下颌神经管分割的收敛速度与精度。 展开更多
关键词 牙弓曲线 多水平集算法 主次统计模型 下颌神经管
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考虑宏观结构性能的多材料微结构拓扑优化设计 被引量:1
6
作者 张磊 倪绍豪 +2 位作者 蒋国璋 张严 宫逸文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期185-193,共9页
多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于... 多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。 展开更多
关键词 拓扑优化 多材料微结构 水平集方法 均匀化方法 交替活动相算法
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基于阈值区间的水平集算法在耳蜗分割中的应用 被引量:5
7
作者 刁现芬 陈思平 +1 位作者 梁长虹 汪元美 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期262-266,共5页
为了获取独立的三维耳蜗模型,提出了一种交互式、半自动、由粗到细、结合三维显示反馈的耳蜗分割方法.浏览二维切片,调节图像强度区间并选取感兴趣区域,从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中对耳蜗进行粗分割;采用基于阈值区间的三... 为了获取独立的三维耳蜗模型,提出了一种交互式、半自动、由粗到细、结合三维显示反馈的耳蜗分割方法.浏览二维切片,调节图像强度区间并选取感兴趣区域,从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中对耳蜗进行粗分割;采用基于阈值区间的三维水平集(level set)分割算法对耳蜗进行细分割.应用可视化技术,对分割结果进行实时显示,显示结果作为用户进行参数调节的参考依据,经过多次人机交互,直至获得满意的分割结果.利用临床颞骨螺旋CT图像进行耳蜗分割实验,结果表明该方法适合于分割结构复杂且表面光滑的目标. 展开更多
关键词 耳蜗 图像分割 水平集算法 可视化
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求总极值问题的最优性条件(英文) 被引量:12
8
作者 邬冬华 田蔚文 张连生 《运筹学学报》 CSCD 2000年第1期33-42,共10页
郑权提出了求总极值问题的积分-水平集的概念性算法,同时给出了最优性条件.本文提出了修正的积分-水平集算法,并且给出了类似的总极值存在的最优性条件。
关键词 总极值问题 积分-水平集算法 最优性条件
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一种改进的快速C-V水平集红外图像分割 被引量:7
9
作者 危自福 毕笃彦 马时平 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2010年第3期347-352,共6页
当红外图像中包含较强噪声时,C-V模型水平集分割方法会产生大量冗余轮廓;同时,C-V水平集采用偏微分方程(PDE)实现,存在计算量大、分割速度慢的缺点。为此,本文提出了改进的快速算法,该算法保留了C-V模型的全局优化特性,并通过窗口滤波... 当红外图像中包含较强噪声时,C-V模型水平集分割方法会产生大量冗余轮廓;同时,C-V水平集采用偏微分方程(PDE)实现,存在计算量大、分割速度慢的缺点。为此,本文提出了改进的快速算法,该算法保留了C-V模型的全局优化特性,并通过窗口滤波整合图像邻域空间信息来构建曲线进化的外部速度,从而提高C-V模型的抗噪性并减少分割中产生的冗余轮廓;采用基于双链表的快速水平集算法来实现曲线的演化,去除了传统算法中的重新初始化和PDE求解的过程,减少了迭代步数,提高了分割的速度。实验结果表明,本文算法对边缘模糊、噪声较大的红外图像能实现快速而有效的分割。 展开更多
关键词 图像分割 红外图像 C-V模型 快速水平集算法
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基于栅格地图的分层式机器人路径规划算法 被引量:20
10
作者 余翀 邱其文 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期528-538,546,共12页
采用分层规划的思想,给出一种基于栅格地图的最优路径规划算法.分层路径规划算法的第1层为拓扑层规划,采用Voronoi图起泡生成算法描述全局可行域的拓扑关系;第2层采用广义水平集算法,解决拓扑层的最优路径搜索问题;第3层为栅格层的路径... 采用分层规划的思想,给出一种基于栅格地图的最优路径规划算法.分层路径规划算法的第1层为拓扑层规划,采用Voronoi图起泡生成算法描述全局可行域的拓扑关系;第2层采用广义水平集算法,解决拓扑层的最优路径搜索问题;第3层为栅格层的路径再规划.在栅格层借鉴窄带水平集的思想,通过拓宽拓扑路径,得到一个机器人安全通行的窄带区域,并在此区域实行局部快速匹配算法,改善了拓扑路径,提高了算法的效率,并提高规划的实时性. 展开更多
关键词 分层路径规划 栅格地图 Voronoi图起泡生成算法 广义水平集算法 局部快速匹配算法
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基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法研究 被引量:5
11
作者 陈瑞娟 吴伟巍 +2 位作者 李芳 王慧泉 王瑶 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期196-204,共9页
为了提高磁探测电阻抗成像中图像分辨率,提出了一种基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法。通过水平集方法对预处理后CT图像进行分割,获得结构先验信息图像;进而建立模拟肺水肿病变的仿真模型,并结合灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEI... 为了提高磁探测电阻抗成像中图像分辨率,提出了一种基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法。通过水平集方法对预处理后CT图像进行分割,获得结构先验信息图像;进而建立模拟肺水肿病变的仿真模型,并结合灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT重建图像。仿体实验结果表明:基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法减少了重建图像的伪影,使重建的电导率图像相对误差从88.47%减少到33.39%;图像相关系数也从0.33提升到0.81,验证了基于结构先验信息的磁探测电阻抗重建算法,在重建图像结构和电导率重建数值精度方面相比传统重建算法都有了显著提高,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。 展开更多
关键词 磁探测电阻抗成像 先验信息 水平集 灵敏度矩阵
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一种新的水平集图像分割模型 被引量:4
12
作者 王卫卫 杨塨鹏 +1 位作者 吕畅 杨艳琦 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期39-45,91,共8页
在Chan-Vese模型基础上,引入一个非凸的正则项,提出了一个新的变分水平集模型.一方面利用正则项的非凸性可起到更好的边缘保护作用,另一方面为水平集的演化增加了一个驱动力.同时,利用Nesterov算法实现了模型的快速求解.实验结果表明,与... 在Chan-Vese模型基础上,引入一个非凸的正则项,提出了一个新的变分水平集模型.一方面利用正则项的非凸性可起到更好的边缘保护作用,另一方面为水平集的演化增加了一个驱动力.同时,利用Nesterov算法实现了模型的快速求解.实验结果表明,与Chan-Vese模型相比,该模型在准确分割出图像目标的同时更好地刻画了边缘. 展开更多
关键词 图像分割 变分法 水平集 Nesterov算法
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耳蜗长度的无创伤性测量及其横断面的提取 被引量:3
13
作者 刁现芬 陈思平 +1 位作者 梁长虹 吴佩娜 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期149-152,共4页
针对耳蜗尺寸小、形状复杂的特点,给出了一种测量人类耳蜗长度的无创伤性测量方法。首先,使用三维窄带水平集算法从颞骨螺旋CT图像中分割出耳蜗。其次,采用自动跟踪算法提取耳蜗底周质心。再次,采用人机交互的方法提取耳蜗中周、顶周部... 针对耳蜗尺寸小、形状复杂的特点,给出了一种测量人类耳蜗长度的无创伤性测量方法。首先,使用三维窄带水平集算法从颞骨螺旋CT图像中分割出耳蜗。其次,采用自动跟踪算法提取耳蜗底周质心。再次,采用人机交互的方法提取耳蜗中周、顶周部分的质心。最后,提取的耳蜗质心点之间使用Cardinal样条插值,得到光滑的耳蜗中心线,该中心线的长度即为所测耳蜗的长度。借助耳蜗中心线,还可实现沿耳蜗长度方向任一位置的垂直横断面的提取。该方法不仅可测量形状正常的耳蜗,对于耳蜗畸形的情况同样适用。应用颞骨螺旋CT数据测量的耳蜗长度与显微解剖测量结果进行了比较,无显著性差异。 展开更多
关键词 耳蜗长度 图像分割 窄带水平集算法
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基于C-V模型的改进快速水平集图像分割法 被引量:5
14
作者 徐东 彭真明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2817-2821,共5页
针对水平集方法计算复杂度高,无法满足实时系统要求的缺陷,提出一种改进的快速水平集算法。该算法对快速水平集算法进行简化,采用单链表表示轮廓曲线。利用C-V模型的二值拟合项来设计曲线演化的速度函数,保留了C-V模型的全局优化特性。... 针对水平集方法计算复杂度高,无法满足实时系统要求的缺陷,提出一种改进的快速水平集算法。该算法对快速水平集算法进行简化,采用单链表表示轮廓曲线。利用C-V模型的二值拟合项来设计曲线演化的速度函数,保留了C-V模型的全局优化特性。还给出了一个基于单链表中轮廓点个数变化的水平集演化终止准则。该算法不仅明显提高了分割速度,且对噪声图像也能实现高效的分割。 展开更多
关键词 C-V模型 单链表 快速水平集算法 图像分割
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基于图像处理的作物病害自动识别系统的研究 被引量:31
15
作者 刘君 王振中 +2 位作者 李宝聚 郇中丹 黄海洋 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第13期154-158,180,共6页
为了实现对作物病害检测与防治的自动化,构建了一个基于叶片病斑图像处理的计算机诊断系统,以实现作物叶部病害的自动识别。该系统依据作物病叶颜色差异,用EM算法和偏微分方程水平集模型等图像分割算法,从图像中获取完整准确的病斑;然... 为了实现对作物病害检测与防治的自动化,构建了一个基于叶片病斑图像处理的计算机诊断系统,以实现作物叶部病害的自动识别。该系统依据作物病叶颜色差异,用EM算法和偏微分方程水平集模型等图像分割算法,从图像中获取完整准确的病斑;然后提取病斑的颜色、形状和纹理特征,运用主成分分析方法对数据进行降维处理;最后采用神经网络和支持向量机方法对这些特征进行学习与分类,以及病害识别。系统已试用于黄瓜、番茄等园艺作物叶部病害的自动诊断与识别,其优点是自动化程度高,识别准确率在一定条件下较好。 展开更多
关键词 叶部病害 自动识别 图像分割 EM算法 水平集方法
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基于AOS的运动目标检测算法 被引量:5
16
作者 马波 张田文 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期1213-1217,共5页
从能量极小化的观点出发 ,对运动目标检测问题定义了新颖的能量模型 ,给出了相应的曲线进化方程 结合水平集算法 ,所提出的曲线进化模型能够自动地适应拓扑变化 ,检测出多个运动目标区域及轮廓 定义了基于对数差图像的能量项 ,使得新... 从能量极小化的观点出发 ,对运动目标检测问题定义了新颖的能量模型 ,给出了相应的曲线进化方程 结合水平集算法 ,所提出的曲线进化模型能够自动地适应拓扑变化 ,检测出多个运动目标区域及轮廓 定义了基于对数差图像的能量项 ,使得新模型对于场景照明不敏感 采用加性算子分裂 (AOS) 展开更多
关键词 图像增强 图像处理 灰度图像 运动目标检测算法 AOS 计算机
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融合边缘与区域信息的水平集分割算法 被引量:5
17
作者 李惠光 孙思佳 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第18期175-177,201,共4页
针对测地线主动轮廓(GAC)模型容易产生边界泄露且对初始位置敏感及局部图像拟合(LIF)模型容易陷入局部极小的问题,提出融合边缘与区域模型的水平集算法。通过设置权值,该算法能自适应地调整GAC模型和LIF模型在融合算法中所占的比例。对... 针对测地线主动轮廓(GAC)模型容易产生边界泄露且对初始位置敏感及局部图像拟合(LIF)模型容易陷入局部极小的问题,提出融合边缘与区域模型的水平集算法。通过设置权值,该算法能自适应地调整GAC模型和LIF模型在融合算法中所占的比例。对不同图像的实验结果表明该算法的迭代收敛速度比GAC模型和LIF模型要快,分割效果明显优于GAC模型和LIF模型。 展开更多
关键词 测地线主动轮廓(GAC)模型 局部图像拟合(LIF)模型 水平集算法 灰度不均匀
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一种新的自适应水平集融合算法 被引量:2
18
作者 林亚忠 顾金库 郝刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期216-218,共3页
在处理不均匀图像时,自适应距离保持水平集演化(ADPLS)算法速度快、不受初始轮廓影响,但精度较低;LBF算法精度高,但速度较慢同时易受初始轮廓影响。针对上述2种算法的优缺点,提出一种新的自适应融合算法。该算法根据图像信息自动调整AD... 在处理不均匀图像时,自适应距离保持水平集演化(ADPLS)算法速度快、不受初始轮廓影响,但精度较低;LBF算法精度高,但速度较慢同时易受初始轮廓影响。针对上述2种算法的优缺点,提出一种新的自适应融合算法。该算法根据图像信息自动调整ADPLS与局部二值拟合算法在融合算法中所占比重,实现不同算法的优势互补。实验结果证明,该融合算法在分割精度、速度及稳定性等方面有明显提高。 展开更多
关键词 图像分割 水平集融合算法 自适应距离保持水平集演化算法 局部二值拟合算法
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基于水平集的遗传算法优化的改进 被引量:12
19
作者 李庆华 杨世达 阮幼林 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1624-1629,共6页
现有的遗传算法大多数没有给出收敛性准则,且存在早熟收敛和收敛速度较慢的难题,为此提出一类新型遗传算法.该算法首先从被优化函数的因变量出发,引入了水平集的新概念,对每一代种群进行分类,把与目标相关的所有信息有机地结合在一起,... 现有的遗传算法大多数没有给出收敛性准则,且存在早熟收敛和收敛速度较慢的难题,为此提出一类新型遗传算法.该算法首先从被优化函数的因变量出发,引入了水平集的新概念,对每一代种群进行分类,把与目标相关的所有信息有机地结合在一起,从而提高了算法的优化速度;其次通过对变异算子进行改进,提高了种群的多样性,有效地避免了遗传算法的早熟收敛;同时还证明了变异算子能提高种群多样性以及新算法能收敛于全局最优解,最后给出了算法的收敛准则.实验表明,该算法正确有效,搜索效率与精度均优于其他方法. 展开更多
关键词 遗传算法 水平集 平衡变异算子 收敛准则
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修正积分水平集算法的一个实现算法及其收敛性证明(英文) 被引量:2
20
作者 李善良 邬冬华 +2 位作者 田蔚文 张连生 高道德 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期29-40,共12页
郑权等(1978)在“一个求总极值的方法”一文中给出了一个积分水平集求总 极值的概念性算法及Monte-Carlo随机投点的实现算法,其收敛性一直未得以解决.本文 在张连生、邬冬华等提出的修正算法的基础上,利用数论中一... 郑权等(1978)在“一个求总极值的方法”一文中给出了一个积分水平集求总 极值的概念性算法及Monte-Carlo随机投点的实现算法,其收敛性一直未得以解决.本文 在张连生、邬冬华等提出的修正算法的基础上,利用数论中一致分布佳点集列,给出了一 个实现算法及全局收敛性的证明,为了提高算法的计算效率,文中对算法进行了并行化处 理. 展开更多
关键词 全局优化 积分水平集 并行算法 一致分布佳点集列 全局收敛性 证明
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