分类: 医学、药学 >> 基础医学 提交时间: 2017-12-27 合作期刊: 《南方医科大学学报》
摘要: 受硬件限制,4D-CBCT成像中单个呼吸相位对应投影数目过少,而相应的常规解析算法重建图像中充斥着大量噪声和伪影。为解决此问题,鉴于当前呼吸相位图像可以通过其它呼吸相位图像运动补偿获取,本文中我们提出一种利用多相位投影数据重建4D-CBCT的策略。本文中我们构建了包含基于多相位投影数据的保真项和基于压缩感知理论的全变分正则化的代价函数。对于投影数据保真项的设计,不再局限于当前相位投影数据,而是利用多个相位投影数据通过变形的成像模型联合构建。对于复杂代价函数的优化,我们利用GPBL(Gradient-Projection-Barzilai-Linesearch,GPBL)算法来实现。物理体模及临床数据实验结果表明,相对于解析算法及代数迭代全变分约束算法,新方法在噪声和伪影的抑制方面有上佳表现,引入不同相位图像间的关联信息并未引入新的伪影和运动模糊。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-05-24 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 为实现在低信噪比的情况下对载频进行参数估计,提出了一种算法。首先,根据循环谱理论计算出信号的循环谱;然后,采用压缩感知的方法重新构造信号的循环谱切面;最后,根据信号循环谱切面中的离散谱线位置与信号的载频的关系采用平均法来计算载波频率。数值仿真显示在信号稀疏度较高的情况下,对载波频率的估计精度能控制在10³ Hz 以下。在低信噪比的情况下,该算法能够有效地实现对信号载频的估计,在工程上具有一定的实用价值。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-05-20 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对当前压缩感知重构算法存在重构质量偏低、重构时间过长等问题,提出了基于矩阵流形分离字典构造的分块压缩感知重构算法。首先,该算法基于矩阵流形模型训练出可分离稀疏表示矩阵,并对其正交化;其次,构造随机测量矩阵,并利用矩阵运算将其与得到的稀疏表示矩阵进行结合,进而构造出一组分离字典;最后,将该字典用于信号压缩感知中,并通过线性运算实现信号的快速重构。实验结果表明,与当前主流的压缩感知重构算法相比,所提算法在重构精度以及重构时间上都具有一定提升,并在对实时性要求高的领域中具有很好的应用价值。
分类: 光学 >> 超快光学元件 提交时间: 2024-01-31
摘要: 对基于压缩感知和条纹相机的压缩超快成像系统进行了模拟仿真, 原始三维图像I(x-y-t) 经数字微镜设备(digital micromirror devices, DMD) 进行编码调制, 然后传输至狭缝全开条纹变像管, 经偏转电场作用后, 多幅不同时间图像将叠加, 并在 CCD 上输出最后积分图像。 采用总变分还原算法将 CCD 积分图像重构出多幅原始图像 I(x-y-t) 。 对压缩超快成像系统的图像采集过程及还原算法进行了模拟仿真, 获得了激光在空气介质中传输过程的 8 幅动态二维图像, 每幅图像的曝光时间为 12.5 ps, 重构信号与原始信号的相似度为 92%。
分类: 天文学 >> 天体物理学 提交时间: 2024-01-22
摘要: 射电天文图像去卷积是射电天文学中的一项关键数据处理技术, 其主要目标是去除天空图像中由天文观测仪器引入的效应, 从而复原原始的天空图像. 射电望远镜阵列采用稀疏干涉阵列, 成像原理与光学望远镜有所不同. 如果UV 空间中的采样点不足够密集, 将会导致在图像重建时无法获得足够高分辨率的信息, 传统的射电天文图像重建算法未能根本解决UV 空间欠采样的问题. 本文基于压缩感知理论框架, 并结合射电天文图像稀疏性的先验知识, 研究了一种新的射电天文图像去卷积算法, 该算法将脏图的去卷积过程转化为一个旨在求解全局最小化的凸优化问题, 即基于IUWT-CS 的射电干涉图像重建算法. 为了评估该算法的重建性能, 研究使用了射电天文学仿真软件包OSKAR 对SKA1-low 射电望远镜阵列进行模拟观测, 并对观测得到的点源和扩展射电源进行了去卷积处理. 实验结果表明, 与HOGBOM-CLEAN、MS-CLEAN和IUWT-FISTA 方法相比, IUWT-CS 方法显著提高了射电图像的重建质量, 实现了更加精细的去噪和复原效果.
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-04-12 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题求解的病态性和不适定性,在压缩感知(compressed sensing,CS)的基础上,提出一种改进FOCUSS的ECT重建算法。采用离散余弦变换(DCT)基将原始图像灰度信号进行稀疏化处理,在使用正则化FOCUSS算法求解的过程中引入拟牛顿法逼近求解中间稀疏变量,以提高信号重构的准确性。仿真实验结果表明,同LBP、Tikhonov和Landweber和FOCUSS算法相比,改进的FOCUSS算法能够有效区分物场中的不同介质,改善图像过度平滑的问题,减小图像误差至0.23,提高图像相关系数至0.80,具有更好的成像效果,为ECT图像重建算法的研究提供新的思路。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 运动目标成像在实际应用中具有重要作用,而如何获取高质量运动目标图像是该领域研究中的一个热点问题。本文采用行扫描的采样方式,通过构造运动测量矩阵,建立一种基于压缩感知理论的运动物体成像模型,并通过仿真及实验,验证了该模型对于恢复运动物体图像信息的可行性。实验结果证明,该方法可获得高质量的运动物体成像。通过引入图像质量评价标准,分析了运动物体成像质量与速度之间的关系。本文还将该方法与普通压缩感知算法进行比较,结果证明,在相同速度下,该方法的成像质量更高。因而,该成像方法在无人机对地观测、产品线视频监测等领域有着很好的应用前景。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-05-02 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对压缩感知理论在宽带频谱感知领域应用时重构精度差的问题,根据平稳信号在频域所表现出的稀疏特性,提出了一种基于P-Ifourier(Partial-Inverse fourier)观测矩阵的宽带压缩频谱感知方法。新方法首先将频谱感知问题建模为一个典型的压缩感知问题,利用相关性能优良的标准正交傅里叶基构造观测矩阵,使观测矩阵具有良好的重构性能和重构精度。仿真结果表明,相比于高斯随机观测矩阵和嵌入式混沌序列-循环Toeplitz结构观测矩阵,该方法在较低信噪比环境下能够明显降低信号重构的均方误差,并且在相同条件下的重构概率得到了明显改善。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-01-03 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 观测到的偏振量与法拉第色散函数之间是傅里叶变换对,而法拉第色散函数反映 了辐射区域和辐射传播途径的磁场结构。如何通过这一关系精确重构出法拉第色散函数对于 研究银河系及河外星系磁场具有重要的作用。目前已提出了基于压缩感知的法拉第色散函数 重构方法,模拟结果要优于传统方法,然而是否具有实用性仍然未知。本文主要探究该方法 应用于实际观测频率范围时是否依然可行,并进行了大样本统计学实验。结果表明:其重构 结果受到各种因素的影响,具有很大的随机性,我们对其重构结果在峰值附近再次进行了最 小二乘拟合后,其重构出的法拉第深度更接近真实值。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-04-17 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对非正交多址接入系统灵活性不高的问题,基于码片映射码分多址(Chip Mapping-CDMA,CM-CDMA)系统,设计了一种非规则结构的码片映射矩阵。根据不同场景需求,该映射矩阵可为各用户分配不同数量的传输码片,提高了系统灵活性。同时分析了非规则映射矩阵的引入满足压缩感知RIP条件,并对该系统模型进行了验证。仿真结果表明,该系统能够利用压缩感知理论可靠地检测出活跃用户和数据,过载率可达300%,有效提升了频谱利用率。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-07-06 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 目前,压缩感知的研究热点主要集中在重构算法改进方面,即如何降低重构误差和重构时间,且均在实际应用中所允许的范围内,而对于信号频域分析中的频谱分辨率提升技术的关注较少。本文采用调制宽带转换器对稀疏信号进行采样,采用正交匹配追踪算法进行重构输入信号,通过延长时域采样时长,实现单个通道低速采样的同时提升频谱分辨率。对低频射电天文信号进行仿真实验结果表明,在单个通道采样速率相同时,时域采样样本数由459增加至999时,频谱分辨率由0.4357MHz提升至0.2002MHz,但采样系统的总采样样本数仅由102增加至222。本文的研究为射电天文信号等高频窄带信号处理提供了很好的借鉴。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-04-12 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对通过外部学习进行超分辨率存在图像质量不佳、细节不真实的问题提出一种压缩感知和相似性约束的单帧图像超分辨率算法。算法首先利用压缩感知中测量域与频域的线性关系对训练库图像在测量域分类,对不同类别图像块训练对应类别的字典,提高字典的表示能力;然后在重构时利用图像的非局部相似性,将图像在分类字典下的稀疏性和相似块信息同时作为先验信息联合约束重构过程,最后恢复出高分辨率图像。实验结果表明算法重构出的高分辨率图像具有丰富的细节以及清晰的边缘,重构图像主观质量良好。
分类: 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间: 2023-02-14 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》
摘要: 基于宽带发射信号的相控阵三维合成孔径雷达(SAR)系统硬件设计复杂且接收信号不易分离。通过将频率分集 阵列应用到三维SAR中,线阵各阵元只需发射单频信号便可获得宽带观测性能,可大大降低系统硬件要求,但由于频率分 集阵列的回波信号具有空间-频率稀疏特性,采用基于匹配滤波思想的传统后向投影算法成像时,分辨率受限且图像旁瓣 较高。针对此问题,提出一种基于压缩感知的随机频率分集阵列SAR三维成像方法。该方法通过在切航迹向随机稀疏选 取阵元,在沿航迹向随机稀疏选取观测位置,实现对回波数据的二维稀疏采样。在成像部分,采用正交匹配追踪算法对空 间目标散射系数进行重构。仿真和实测实验结果表明,该压缩感知成像方法不仅可以减少频率分集阵列三维SAR系统的 数据处理量,还能够有效抑制雷达图像旁瓣,成像质量显著提高。利用压缩感知算法,频率分集阵列三维SAR可以在回波 稀疏的情况下准确重构目标信息,验证了所提方法的合理性和有效性。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-11-29 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对群智感知网络数据融合传输过程中隐私泄露、信息不完整、数据窜改等安全问题,提出了一种基于分布式压缩感知和散列函数的数据融合隐私保护算法。首先,采用分布式压缩感知方法对感知数据进行稀疏观测,去除冗余数据;其次,利用单向散列函数求取感知数据观测值的散列值,将其和不受限的伪装数据一起填充到感知数据观测值中,达到隐藏真实感知数据的目的;最后,在汇聚节点提取伪装数据之后,再次获取感知数据的散列值并验证数据的完整性。仿真结果表明,该算法兼顾了数据的机密性和完整性保护,同时大大降低了通信开销,在实际应用中具有很强的适用性和可扩展性。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-08-13 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 大规模MIMO-OFDM系统下行链路利用压缩感知算法获得信道状态信息需要已知信号的稀疏度作为先验条件,然而实际环境中,无线信道的稀疏度是未知的。利用大规模MIMO信道的空时共同稀疏性的特点与不同SNR下设置不同停止迭代阈值的思想改进压缩感知重构算法,目的在于使所提算法不仅提升估计性能,还可以准确获得信道的动态稀疏度。通过实验可知,相比传统的CoSaMP算法和S-CoSaMP算法,SSA-CoSaMP算法在同等信噪比下具有更良好的信道估计性能,并且可以自适应地获取稀疏度。更适合实际工程中应用。
分类: 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间: 2018-04-12 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要: 针对图像压缩采样中原子的选择规则难以确定的问题,在改进的正交匹配追踪算法的基础上提出了一种基于l_(2,1)范数的原子选择方式。l_(2,1)范数的原子选择方式考虑了原子间的相关性,剔除了干扰原子,选择出了代表性原子。将所提方法用于图像分块重构,算法以图像进行分块,利用l_(2,1)范数选择对图像块支撑集进行筛选,增强块特征的判别性,提高原子的稀疏度,最终提高图像重构的准确率和速率。实验结果表明,相同条件下在保证重建速度的同时,所提新方法提高了图像重构精度。