基于ADMM算法优化的矩形网格隐式有限差分波动方程正演模拟

1

作者 王文化 文晓涛 +2 位作者 吴昊 杨吉鑫 匡胤 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期680-695,共16页

有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中... 有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中、低波数区间的误差约束;此外,它们大多沿单空间方向压制数值频散,因而无法缓解矩形网格模板的数值各向异性.本文基于隐式FD模板发展了一种多空间方向优化的波动方程正演模拟方法,以同时解决数值频散和数值各向异性问题.针对实用性更强的矩形网格单元,本文基于L_(1)范数建立目标函数并增加波传播角约束以减小数值各向异性,然后运用交替方向乘子法(ADMM)求解优化问题从而实现提高模拟精度的目的.理论误差曲线分析表明,相比传统TE方法和其他单向L_(1)范数、L_(2)范数、L_(∞)范数优化方法,本文基于L_(1)范数的多向优化方法在中、低波数区间具有最小的绝对误差,同时能更好的均衡各个方位角之间的误差分布.均匀介质、Marmousi-2地质模型的正演模拟算例均证明本文所提出的方法比其他三种优化方法在减小长时程测试下的误差积累方面更有优势. 展开更多

关键词 隐式有限差分 矩形网格 波动方程正演 常系数优化法 交替方向乘子法

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基于离散消失排队的网络最大流计算方法 被引量：2

2

作者 魏娟 张丽 +1 位作者 张洪 郭阳勇 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第10期2608-2612,共5页

为有效描述计算机网络中的最大流问题,基于离散消失排队和三维元胞自动机提出一种计算方法。利用线性分形稳定运动降低数据包突发性,利用离散消失排队和元胞自动机刻画系统最大流状态以及数据包传输过程。通过仿真实验,研究影响该算法... 为有效描述计算机网络中的最大流问题,基于离散消失排队和三维元胞自动机提出一种计算方法。利用线性分形稳定运动降低数据包突发性,利用离散消失排队和元胞自动机刻画系统最大流状态以及数据包传输过程。通过仿真实验,研究影响该算法的关键因素,对比分析该算法与网络单纯形法、最短增载轨法之间的性能状态,其结果表明该算法具有较好的适应性。 展开更多

关键词 最大流 离散消失排队 元胞自动机 线性分形稳定运动 突发性

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节点增减下的无线传感网络拥塞规避多径路由优化

3

作者 王昶 宁滔 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期717-723,共7页

无线传感网络节点增减时造成网络拓扑结构变化,导致随机路径选择的可能性增加,影响传输效率。因此,提出节点增减下的无线传感网络拥塞规避多径路由优化方法。根据无线传感网络节点能耗计算方法计算路径上各个节点的能耗消耗,判断是否发... 无线传感网络节点增减时造成网络拓扑结构变化,导致随机路径选择的可能性增加,影响传输效率。因此,提出节点增减下的无线传感网络拥塞规避多径路由优化方法。根据无线传感网络节点能耗计算方法计算路径上各个节点的能耗消耗,判断是否发生节点增减。根据节点增减后能耗的变化设定节点增减函数,综合考虑节点增减函数、节点拥塞预知度和转发满意度构建多径路由优化目标函数;利用MPSO算法对目标函数展开求解,调整候选路径中的节点数量,以实现多径路由拥塞避障优化。仿真结果为:路径条数为40条时,网络拥塞程度保持在0.4%以下;该方法的节点缓冲队列利用率保持在98%以上;网络丢包率最高为2.0%;节点功耗最高为3.1 W,提高了网络节点传输数据效率。 展开更多

关键词 无线传感网络 路由优化 MPSO算法 节点增减 拥塞预知

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出口非对称场景疏散人员路径选择实验研究

4

作者 李家毅 李若愚 +3 位作者 胡俊 王巧 陈娟 马剑 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期44-52,共9页

为揭示复杂场景中疏散人员出口选择规律,以疏散出口非对称设置、内部包含大量障碍物的教室为例,设计并开展人员疏散实验,研究人员疏散时间和出口选择的特征。首先将教室内划分为若干人员分布区域,研究人员分布区域数量、人员分布区域组... 为揭示复杂场景中疏散人员出口选择规律,以疏散出口非对称设置、内部包含大量障碍物的教室为例,设计并开展人员疏散实验,研究人员疏散时间和出口选择的特征。首先将教室内划分为若干人员分布区域,研究人员分布区域数量、人员分布区域组合、压力条件对疏散时间的影响以及相应参数对疏散人员出口选择的影响,采用数据统计分析方法量化各影响因素对疏散时间、出口选择的显著性水平。研究结果表明:人员分布区域数量、压力条件对疏散时间具有显著影响,人员分布区域组合在疏散人数较少时对疏散人员出口选择产生显著影响;疏散过程中人员出口选择具有明显的非对称性;选取出口处拥挤程度、更早到达出口的人数、经出口到达疏散终点路径长度、压力情况4个变量建立效用函数,计算不同出口对于每个行人的效用,模拟疏散人员选择出口,得到模型对于未参与效用函数拟合的场景中人员出口选择行为的预测准确率为87.75%。研究结果可为复杂场景的人员疏散安全性评估提供模型支撑。 展开更多

关键词 单室疏散 非对称出口 出口选择 效用函数

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一种基于多出口环境的人群疏散改进模型 被引量：13

5

作者 魏娟 郭阳勇 +3 位作者 游磊 李忠玉 唐志海 胡周义 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期139-145,共7页

为有效提高多出口环境下人群疏散的模拟精度,基于社会力模型和粒子鸽群算法,建立一种新的人群疏散模型;该模型改进传统社会力模型中影响行人运动的自驱力方向,利用场域模型来获得行人的运动方向,同时将此方向作为社会力模型中自驱力方向... 为有效提高多出口环境下人群疏散的模拟精度,基于社会力模型和粒子鸽群算法,建立一种新的人群疏散模型;该模型改进传统社会力模型中影响行人运动的自驱力方向,利用场域模型来获得行人的运动方向,同时将此方向作为社会力模型中自驱力方向;结合场域值、平均速度和拥挤度提出多出口环境下的疏散优化模型,并通过粒子鸽群算法对上述优化模型实现快速求解。结果表明:随着人群密度的增加,平均疏散速度呈现出先降低后缓慢增加的趋势;在人群密度较小时,场域权重值越大对应的疏散时间越小。 展开更多

关键词 多出口环境 人群疏散 社会力模型 场域模型 粒子鸽群算法

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融合改进K近邻和随机森林的机器学习方法 被引量：8

6

作者 甘胜江 白艳宇 +1 位作者 孙连海 何俊林 《计算机工程与设计》 北大核心 2017年第8期2251-2255,2275,共6页

对K近邻和随机森林学习方法进行改进,提出一种融合的机器学习方法。通过计算待分类特征与训练库中各个类中心之间的距离,进行最近邻分类,增强K近邻学习方法的鲁棒性,提高其运算效率;通过随机划分将改进KNN分类器的多元输出转化为二元输... 对K近邻和随机森林学习方法进行改进,提出一种融合的机器学习方法。通过计算待分类特征与训练库中各个类中心之间的距离,进行最近邻分类,增强K近邻学习方法的鲁棒性,提高其运算效率;通过随机划分将改进KNN分类器的多元输出转化为二元输出,用其构建随机森林中各个决策结点的决策函数,降低各决策结点数据的错分率,提高随机森林学习方法的目标分类正确率。实验结果表明,该方法对手写数字目标的分类正确率高于经典的K近邻、Adaboost、支持向量机和随机森林学习方法。 展开更多

关键词 机器学习 K近邻 随机森林 支持向量机 目标分类

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一种考虑Wardrop均衡的行人流疏散模型 被引量：3

7

作者 魏娟 陈晓丹 +1 位作者 郭阳勇 张洪 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第11期3320-3323,共4页

针对室内空间行人流的疏散问题,基于元胞自动机和Wardrop均衡原理提出了一种新的疏散模型。该模型首先基于位置吸引力、出口拥挤度、行人之间作用力和团队效应定义了行人移动概率的计算公式,并根据Wardrop均衡原理建立了疏散优化模型,... 针对室内空间行人流的疏散问题,基于元胞自动机和Wardrop均衡原理提出了一种新的疏散模型。该模型首先基于位置吸引力、出口拥挤度、行人之间作用力和团队效应定义了行人移动概率的计算公式,并根据Wardrop均衡原理建立了疏散优化模型,同时对该优化模型进行求解。最后,利用实验平台进行仿真分析,深入研究了系统疏散时间、系统平均速度和行人流密度之间的关系。结果发现,适当提高系统平均速度可以提高系统疏散效率,同时在不同行人流密度下,需要采取不同的疏散策略。 展开更多

关键词 行人流 疏散 元胞自动机 Wardrop 密度

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频域内基于邻域特征学习的单幅图像超分辨重建 被引量：2

8

作者 苏富林 钱素娟 +1 位作者 魏霖静 孙连海 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期255-260,共6页

针对图像重建过程中待插值点灰度估计不准确的问题,提出一种基于邻域特征学习的单幅图像超分辨回归分析方法。在输入低分辨率图像后,利用图像特征从低分辨率图像及其对应高分辨率图像的几何相似结构中学习局部协方差。对于邻域中的每一... 针对图像重建过程中待插值点灰度估计不准确的问题,提出一种基于邻域特征学习的单幅图像超分辨回归分析方法。在输入低分辨率图像后,利用图像特征从低分辨率图像及其对应高分辨率图像的几何相似结构中学习局部协方差。对于邻域中的每一个图像块,估计4个方向的方差以适应插值像素。实验结果表明,该方法既能保证重建的高分辨率图像均匀区域的一致性,同时也能完整保留图像细节信息和边缘轮廓。 展开更多

关键词 协方差矩阵 方向方差 傅里叶特征 插值 核回归 超分辨重建

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基于改进的非二进制LDPC解码算法 被引量：1

9

作者 甘胜江 孙连海 何俊林 《计算机工程与设计》 北大核心 2017年第3期698-702,共5页

由于传统的LDPC码位翻转解码算法在计算复杂度方面无法得到提高等缺点,为降低传统非二进制低密度奇偶校验码解码算法的复杂度和误码率,提出一种改进的基于NB-LDPC解码算法。对现有的并行符号翻转解码算法(parallel symbol flipping deco... 由于传统的LDPC码位翻转解码算法在计算复杂度方面无法得到提高等缺点,为降低传统非二进制低密度奇偶校验码解码算法的复杂度和误码率,提出一种改进的基于NB-LDPC解码算法。对现有的并行符号翻转解码算法(parallel symbol flipping decoding algorithm,PSFD)进行优化改进,采用多次投票方法,使每个不满意的校验节点对相应的变量节点进行多次投票,并结合误差估计方法。考虑到额外的复杂性,两级投票是提出优化算法的最佳选择。大量实验结果表明,相比原有的LDPC码位翻转解码算法,该优化算法避免使用码相关的投票阈值,在BER等于10-5时,误码率低约0.4dB,在中低数值的SNR上,具有最优参数的优化算法比原有算法收敛得更快。 展开更多

关键词 非二进制LDPC 解码分析 误码率 低复杂度 翻转解码算法

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基于概率图模型的多模态数据联合检索算法 被引量：1

10

作者 甘胜江 孙连海 +1 位作者 何俊林 卢颖 《现代电子技术》 北大核心 2017年第5期33-37,共5页

为了提高多模态检索的性能,提出一种多模态文档语义生成模型以及基于该模型的多模态数据联合检索算法。多模态文档语义生成模型认为文档中每个模态数据都是由相同的语义概念生成的,并且文档是多个模态数据的联合分布。为了简化模型的求... 为了提高多模态检索的性能,提出一种多模态文档语义生成模型以及基于该模型的多模态数据联合检索算法。多模态文档语义生成模型认为文档中每个模态数据都是由相同的语义概念生成的,并且文档是多个模态数据的联合分布。为了简化模型的求解过程,假设各个模态数据之间的生成过程是相互独立的,于是可以对每个模态的条件概率进行单独计算。在多模态联合检索中,通过计算查询数据和待检索文档的联合概率来计算它们之间的相似度。实验结果表明,提出的方法与两步检索、语义索引和排序学习三种多模态检索方法相比具有更好的检索性能。此外,该方法可以扩展应用到具有三个及以上模态数据的文档联合检索中。 展开更多

关键词 多模态检索 概率图模型 极大似然估计 产生式模型

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基于迁移学习和显著性检测的盲道识别 被引量：10

11

作者 李林 李小舜 吴少智 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第11期8-14,29,共8页

为了帮助对视觉障碍患者有效识别道路周围的场景,提出一种基于迁移学习和深度神经网络方法,实现实时盲道场景识别。首先提取盲道障碍物的瓶颈描述子和判别区域集成显著性特征描述子,并进行特征融合,然后训练新的盲道特征表示,用Softmax... 为了帮助对视觉障碍患者有效识别道路周围的场景,提出一种基于迁移学习和深度神经网络方法,实现实时盲道场景识别。首先提取盲道障碍物的瓶颈描述子和判别区域集成显著性特征描述子,并进行特征融合,然后训练新的盲道特征表示,用Softmax函数实现盲道场景识别。实验中,对成都不同区域盲道周围障碍物采样,分别采用基于Mobilenet模型不同参数训练和测试了提出的新模型,最后在实际应用场景,实现了盲道周边障碍物的实时分类和报警,实验证明提出的方法具有很高准确率和良好的运行性能。 展开更多

关键词 盲道场景识别 迁移学习 深度神经网络 移动网络模型 显著性检测

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基于小波神经网络的多楼层疏散模型 被引量：2

12

作者 魏娟 游磊 +1 位作者 郭阳勇 唐志海 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期269-277,共9页

多楼层环境下室内人群疏散问题是社会关注的热点,而传统的社会力模型在模拟多楼层环境时容易出现停滞等待现象。基于小波神经网络来改进社会力模型,建立一种新的多楼层疏散模型。该模型利用场域模型来获得行人的运动方向,以此作为社会... 多楼层环境下室内人群疏散问题是社会关注的热点,而传统的社会力模型在模拟多楼层环境时容易出现停滞等待现象。基于小波神经网络来改进社会力模型,建立一种新的多楼层疏散模型。该模型利用场域模型来获得行人的运动方向,以此作为社会力模型中行人的自驱力方向。同时给出了多楼层环境下出口拥挤度、路径拥挤度和平均速度的评价指标,并利用小波神经网络建立疏散优化方法。利用搭建的仿真平台和上述改进模型模拟了多楼层疏散过程,深入分析了影响该模型的关键因素。该环境下疏散结果表明:适当提高行人的疏散速度有利于提高疏散效率,但是速度过大会使行人快速聚集在楼道处,反而不利于疏散;此外疏散时间随楼梯宽度的增加呈现递减趋势直至平稳,当楼梯宽度达到8 m时,再增加楼梯宽度也不能降低疏散时间。 展开更多

关键词 多楼层 人群疏散 社会力模型 场域 小波神经网络

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考虑精英混沌搜索策略的室内行人疏散模型 被引量：2

13

作者 魏娟 李忠玉 +3 位作者 游磊 郭阳勇 唐志海 胡周义 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1609-1616,共8页

为解决传统场域模型在模拟密集人群疏散时容易陷入排队等待的问题,基于精英混沌搜索策略建立了一种改进的室内行人疏散模型。结合场域值、通行能力和平均速度计算每时刻行人的移动收益,构建了行人流疏散的场域模型。在此基础上,给出了... 为解决传统场域模型在模拟密集人群疏散时容易陷入排队等待的问题,基于精英混沌搜索策略建立了一种改进的室内行人疏散模型。结合场域值、通行能力和平均速度计算每时刻行人的移动收益,构建了行人流疏散的场域模型。在此基础上,给出了系统最小疏散时间和出口最小排队长度的目标优化函数,并利用精英混沌搜索策略来实现上述目标函数求解,以此增强局部搜索能力。最后,利用搭建的仿真平台比较了传统场域模型与改进模型之间的性能状况,结果发现,在相同环境和人员数量下,改进模型能够有效模拟行人在可见视线范围内的选路行为。 展开更多

关键词 行人 疏散 场域模型 精英混沌搜索 疏散时间

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考虑多群体恐惧传播的行人流模型及应急扩散研究 被引量：2

14

作者 魏娟 郭阳勇 +2 位作者 李忠玉 唐志海 胡周义 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期733-738,共6页

为了有效描述突发情况下人群扩散状态和演化机理,基于社会力和非线性多群体恐惧传播方法构建了一种新的行人流模型。该模型首先基于自驱力、排斥力、吸引力和恐惧传播力对传统的社会力模型进行改进。同时结合人群扩散的非线性特征和人... 为了有效描述突发情况下人群扩散状态和演化机理,基于社会力和非线性多群体恐惧传播方法构建了一种新的行人流模型。该模型首先基于自驱力、排斥力、吸引力和恐惧传播力对传统的社会力模型进行改进。同时结合人群扩散的非线性特征和人员之间的异质特征,将人群分为多个子群,通过引入非线性传播力来刻画恐惧传播特征,并给出恐惧消除平衡点的计算方法。最后,利用搭建的仿真平台进行试验,深入研究了影响该模型的关键因素,如人群扩散速度、人群扩散距离、人群扩散时间、人群数量等。结果表明:人群扩散速度呈现先快速增加后降低的趋势;相对于人群数量而言,突发事件初始影响范围对人群扩散距离影响更大。 展开更多

关键词 公共安全 行人流 突发 扩散 恐惧传播 社会力

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DV-Hop测距修正的定位算法研究 被引量：5

15

作者 余科军 张建州 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第15期123-127,共5页

针对DV-Hop测距定位精度不准问题,提出基于DV-Hop测距修正的对数搜索(improved DV-Hop Rangingbased Logarithmic Search,DH-RLS)定位算法。DH-RLS算法利用锚节点间的真实距离信息估计跳距误差,修正跳距值,提高测距精度。利用质心定位... 针对DV-Hop测距定位精度不准问题,提出基于DV-Hop测距修正的对数搜索(improved DV-Hop Rangingbased Logarithmic Search,DH-RLS)定位算法。DH-RLS算法利用锚节点间的真实距离信息估计跳距误差,修正跳距值,提高测距精度。利用质心定位算法估计未知节点的位置,并将此位置作为搜索起点,再利用搜索目标函数进行搜索,直至搜索到具有最小距离误差和的点。仿真数据表明,DH-RLS定位算法的归一化平均误差低于同类算法。通过对测距修正,降低了测距误差,同时利用搜索目标算法提高了定位精度。 展开更多

关键词 无线传感网络 DV-HOP算法 质心定位 跳距 对数搜索

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基于多变量自动回归的评分数据异常检测算法 被引量：6

16

作者 孙连海 卢颖 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第6期1629-1632,1652,共5页

将用户对产品评价数据视为用户基本行为和异常行为的组合,应用多变量自动回归方法进行用户基本行为的发现和异常行为的检测。将用户的评价值分布表示为累积分布,将评价值表示为基本行为和异常行为的线性组合的生成过程。针对评价值中混... 将用户对产品评价数据视为用户基本行为和异常行为的组合,应用多变量自动回归方法进行用户基本行为的发现和异常行为的检测。将用户的评价值分布表示为累积分布,将评价值表示为基本行为和异常行为的线性组合的生成过程。针对评价值中混入的异常行为的稀疏性,基于噪音数据的高斯分布,给出相应的最小化目标函数。实验结果表明,该算法能很好地描述时序评价序列中用户的基本行为和异常行为,与相关算法相比能更好的对未来的评价值进行预测。 展开更多

关键词 自动回归 异常检测 稀疏性 产生过程 高斯噪声

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区域共建共享实验课程资源平台的研究与设计 被引量：4

17

作者 郭阳勇 魏娟 孙连海 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第12期127-130,共4页

实验课程资源共建平台包括便携式多功能终端、人机交互系统及实验课程资源共建软件系统。通过便携式多功能终端的人机交互系统,实现实验课音视频采集、投影等功能;通过RFID身份认证登录实验教学资源共建软件系统;通过实验课程资源软件... 实验课程资源共建平台包括便携式多功能终端、人机交互系统及实验课程资源共建软件系统。通过便携式多功能终端的人机交互系统,实现实验课音视频采集、投影等功能;通过RFID身份认证登录实验教学资源共建软件系统;通过实验课程资源软件系统实现区域内高校师生共建实验课程资源。平台为各高校教师共建一门实验课程提供了一个接口,有利于整合实验课程优质资源,打造精品实验课程。 展开更多

关键词 实验课程资源 实验平台 便携式多功能终端

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截止时间约束云工作流调度代价优化遗传算法 被引量：2

18

作者 余科军 张建州 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第7期1938-1945,共8页

为解决云环境中科学工作流调度的代价优化问题,提出一种满足截止时间约束的工作流调度代价最优化遗传算法CODC-GA。设计新的工作流任务调度编码方式和种群初始化策略,为满足种群多样性,定义种群个体的遗传交叉和变异操作,优化遗传搜索... 为解决云环境中科学工作流调度的代价优化问题,提出一种满足截止时间约束的工作流调度代价最优化遗传算法CODC-GA。设计新的工作流任务调度编码方式和种群初始化策略,为满足种群多样性,定义种群个体的遗传交叉和变异操作,优化遗传搜索方向和空间,利用符合工作流调度目标特征的适应度评估标准对进化个体做最优选择。实验结果表明,该算法在截止时间约束满意度、降低执行时间和执行代价方面均优于其它算法。 展开更多

关键词 云计算 工作流调度 遗传算法 代价优化 截止时间约束

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灰色理论自适应模型在船舶流量预测中的应用 被引量：2

19

作者 杨歆 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第10X期85-87,共3页

随着经济的发展,船舶作为最经济实惠的运输方式广泛应用。本文将灰色理论自适应模型应用于船舶流量预测,可以有效提高船舶交通服务的智能化及自动化水平。最后通过对比实验说明本文所设计的模型比传统模型精度得到提高。

关键词 灰色理论 自适应模型 船舶流量预测 残差修正

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基于低秩优化的CT图像目标检测方法 被引量：1

20

作者 张敏辉 杨剑 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第7期2080-2083,共4页

针对传统的模式识别方法难以识别CT图像中不规则目标的问题,提出一种基于低秩优化的目标识别方法。利用病灶部位在影像中的稀疏性与多样性,将众多CT图像配准到标准图像中并连接为一个矩阵;利用矩阵中正常组织部分的低秩性和病灶组织部... 针对传统的模式识别方法难以识别CT图像中不规则目标的问题,提出一种基于低秩优化的目标识别方法。利用病灶部位在影像中的稀疏性与多样性,将众多CT图像配准到标准图像中并连接为一个矩阵;利用矩阵中正常组织部分的低秩性和病灶组织部分的稀疏性,将矩阵分解为低秩成分和稀疏成分;通过低秩优化寻找矩阵中的低秩成分和稀疏成分,直接分离出病灶组织。实验结果表明,该方法相对于传统的分类和聚类算法可以极大减少误诊率,具有更快的运行效率,可更有效地运用于辅助诊断。 展开更多

关键词 低秩优化 CT图像诊断 目标检测 图像处理 模式识别

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