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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
吴量  陈方  黄重阳  丁国辉  丁义明 《物理学报》2016,65(10):107601-107601
核磁共振T2谱多指数反演算法是开展复杂体系样品核磁共振(NMR)弛豫研究最重要的数学工具. 常用的T2谱多指数反演算法一般都是事先给出弛豫时间T2分布的布点, 然后转化为线性拟合问题进行求解. 在求解的T2谱较为分散的时候, 反演得到的T2谱精确度不高, 分辨率较低. 非线性拟合是解决这个问题的有效办法. 本文针对分散T2谱反演利用非线性拟合时遇到的初值依赖及运算复杂问题, 利用线性回归最小二乘方法, 改进了其中的带非负约束非线性优化模型, 将搜索的反演参数从T2, f 减少为T2, 加快了收敛速度, 减少了对初值的依赖, 提高了反演精度, 使算法更加稳健. 通过用改进的Levenberg-Marquardt算法和差分进化算法进行计算机模拟反演及实验数据反演, 验证了改进方法在核磁共振T2 谱反演中的有效性.  相似文献   

2.
阐述了差分光柱像运动激光雷达探测大气湍流廓线的基本原理,针对雷达现有Levenberg-Marquardt反演算法对高空湍流反演误差大的问题,提出了带不等式路径约束的反演新模型,并采用惩罚函数法处理该模型,通过增加高空湍流信息量,避免了非物理意义的反演解;同时为了减弱现有算法对初值和先验知识的依赖,进一步提出了基于遗传算法的初值寻优策略,能够将现有算法的初值定位在全局空间内。利用改进算法和现有算法数值仿真了典型的大气湍流廓线,并对合肥地区实测激光雷达数据进行了分析。结果表明,改进算法增强了迭代过程的全局搜索能力,对测量误差有较强的稳健性,能够有效提高反演精度和高空湍流的准确性,同时也加快了收敛速度。  相似文献   

3.
彭艳  逯迈  陈小强  田瑞 《光学技术》2014,(5):389-393
针对非线性最小二乘法的传统算法在皮肤组织太赫兹波段德拜模型参数提取时,对参数初始值的要求很高,且所得模型与原始数据偏差较大的问题。将遗传算法应用于非线性最小二乘法对原始数据进行拟合,并提取参数。遗传算法随机产生初始解,不需要设置参数初始值,能简化参数提取过程;其搜索过程是从多个可能解开始,而不是单一初始值,所以不易陷入局部最优,基本能实现全局优化。以皮肤组织德拜参数提取为例,将遗传算法应用于非线性最小二乘法进行参数提取时不仅减小了文献中的模型在0.15~0.6THz频段与原始数据的偏差,而且在整个频率范围与原始数据都能较好吻合,验证了遗传算法提取德拜参数的有效性和皮肤组织太赫兹波段德拜模型的正确性。  相似文献   

4.
为了研究智能优化算法在不同晶体材料色散方程参数反演中的迭代搜索性能问题,根据已测石英和方解石晶体的实验数据,分别采用遗传算法、模拟退火算法和遗传模拟退火算法应用于晶体色散方程的参数反演中,获得了晶体修正的塞耳迈耶尔方程的参量,同时比较了三种算法在迭代搜索性能、算法稳定性、计算时间和差方和等之间的差异,结果表明,三种算法在晶体色散方程参数反演时都可以得到满意的结果,但是,由于遗传模拟退火算法同时具备遗传算法的快速全局搜索性能和模拟退火算法的极强局部搜索性能,使得在晶体色散方程参数反演中的优化效果更优.因此在建立其它材料色散方程时建议采用遗传模拟退火算法,而且这一结果对研究混合智能算法的迭代搜索性能也是有帮助的.  相似文献   

5.
丁世敬  葛德彪  申宁 《物理学报》2010,59(2):943-948
利用时域有限差分(FDTD)方法研究了掺杂介质材料等效电磁参数的反演方法.首先用FDTD方法计算掺杂介质的反射、透射系数,然后结合遗传算法和传播矩阵法反演不同掺杂比率的等效电磁参数,得到了等效电磁参数随掺杂比率变化的关系曲线.在复合材料的掺杂比率较低和较高时,等效电磁参数计算公式之间以及数值方法得到的结果比较一致;当掺杂比率处于中间值时,则稍有差别.结果显示用数值方法反演复合材料等效电磁参数具有可行性.  相似文献   

6.
陈桂波  张佳佳  王超群  毕娟 《物理学报》2016,65(12):124401-124401
本文研究并建立了一种基于激光辐照热效应的薄膜参数反演方法.首先给出激光辐照薄膜产生温升问题的热传导理论模型,并利用拉普拉斯变换得到了膜层和基底温度场的解析解;然后以膜层和基底的导热系数为反演参数,基于非线性共轭梯度算法给出反演基本原理及流程,并推导得到了反演过程中灵敏度系数的解析表达式;以aluminum,silver,copper和gold四种金属薄膜为例,通过与有限元法的计算结果对比验证了温度场解析解的正确性;最后结合四种金属薄膜进行了参数反演,通过考察分析不同随机噪声等条件下的参数反演结果,验证了本文方法在薄膜参数反演精度与反演效率等方面的有效性.反演结果显示:本文方法具有较高的反演精度和效率,在迭代截止误差为10~(-7)时只需用少于20次迭代就能收敛;在测量数据中加入的随机噪声越小,反演的迭代收敛次数就越少,即使是在迭代初值与反演结果相差较大时,用包含5%随机噪声的测量数据反演也能快速收敛.本文提出的薄膜参数反演方法不仅适用于反演导热系数,也可扩展用于反演膜层反射系数或吸收率等参数,具有一定的适用性.本文方法对于激光加工或激光损伤过程中的参数反演及优化具有一定的指导意义.  相似文献   

7.
螺管线圈具有结构简单,材料利用率高等优点,是一种应用较为广泛的磁体结构.但单螺管线圈也具有漏磁较大,均匀度不高的缺点.针对螺管线圈的基本特征,包括磁场强度、磁场分布、磁体的内半径、磁体的漏磁等,本文利用数值计算的方法对高温超导螺管磁体结构进行了优化.在结构优化过程中,文中采用全局搜索能力较强的遗传算法和局部搜索能力较强的非线性规划算法相结合的非线性遗传算法进行优化,使超导磁体在满足一定约束条件的情况下达到最少的超导带材用量,以节约磁体的制造成本.同时比较分析了结构优化前后超导磁体的DSV(diameter spherical volume)区域的均匀度和杂散场分布.  相似文献   

8.
针对浅海声速剖面反演问题,采用小生境遗传算法,结合声线搜索的最快本征声线匹配反演,实现浅海负跃层条件下的声速剖面估计。利用经验正交函数对声速剖面的多参数不确定性降维,依据声场计算模型获取的最快特征声线传播时延与观测声传播时长进行匹配,采用小生境遗传优化算法,获取最优经验正交函数估计,实现声速剖面反演。按上述方法反演处理浅海声传播实验数据,结果表明,该方法针能够有效反演浅海声速剖面,并且显著优于传统遗传算法反演结果。  相似文献   

9.
洪梅  张韧  刘科峰 《物理学报》2013,62(7):70505-070505
基于2000–2010年NECR/NECP的500 hPa位势场资料, 用EOF时空分解方法和动力模型重构思想, 通过遗传算法的全局优化搜索和并行计算途径, 开展了500 hPa位势场动力预报模型反演, 建立了刻画副高活动的非线性动力预报模型, 实现了副高活动的中长期预报. 模型预报试验表明, 该模型对副高的中长期活动, 尤其是异常活动能够较好地描述和预报, 进而为副高等复杂天气系统的预报探索了新的方法思路. 关键词: 副热带高压 500 hPa位势场 动力模型反演 遗传算法  相似文献   

10.
王鹤  李鲠颖 《物理学报》2005,54(3):1431-1436
讨论非负最小二乘(NNLS)法和非线性拟合在分析处理核磁共振(NMR)弛豫数据中的应用.同时将二者结合,提出用NNLS的反演结果来设定非线性拟合初值的方法,并用计算机模拟和实验证明了该方法在分析处理NMR弛豫数据中的有效性. 关键词: 非负最小二乘法 非线性拟合 核磁共振 弛豫时间  相似文献   

11.
黄思训  赵小峰  盛峥 《中国物理 B》2009,18(11):5084-5090
This paper addresses the problem of estimating lower atmospheric refractivity under the nonstandard propagation conditions frequently encountered in low altitude maritime radar applications.The vertical structure of the refractive environment is modeled by using a five-parameter model,and the horizontal structure is modeled as range-independent.The electromagnetic propagation in the troposphere is simulated by using a split-step fast Fourier transform based on parabolic approximation to the wave equation.A global search marked as a modified genetic algorithm (MGA) for the 5 environmental parameters is performed by using a genetic algorithm (GA) integrated with a simulated annealing technique.The retrieved results from simulated runs demonstrate the ability of this method to make atmospheric refractivity estimations.A comparison with the classical GA and the Bayesian Markov Chain Monte Carlo (BayesianMCMC) technique shows that the MGA can not only shorten the inverse time but also improve the inverse precision.For real data cases,the inversion values do not match the reference data very well.The inverted profile,however,can be used to synoptically describe the real refractive structure.  相似文献   

12.
A vibration-based non-destructive evaluation (NDE) method is proposed to determine the location and size of debonding in honeycomb sandwich beams. Although most of the existing vibration-based NDE methods need many measurement points, the method proposed here only utilizes the frequency response function (FRF) measured at one point. A parameterized damaged Timoshenko beam model is developed with the method of reverberation-ray matrix (MRRM) for the first time, and combined with the genetic algorithm (GA) to inverse the damage parameters from the measured FRF. The detection of a honeycomb sandwich beam can be divided into two steps: (1) identifying the equivalent elastic moduli and other parameters of the intact sandwich beam. (2) Identifying the debonding location and size of the damaged sandwich beam with the predetermined parameters. It is demonstrated experimentally that the method can inverse damage parameters with acceptable precision.  相似文献   

13.
支持向量机(SVM)是粗糙面参数反演中常用的一种反演算法,SVM反演中的惩罚参数C和核函数参数G对反演结果精度的影响较大,若参数取值不当,会使模型产生"过学习"或者"欠学习"的现象,从而降低预测精度.给出几种SVM参数C和参数G的优化算法,如K折交叉验证(K-CV)、遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO),并在此基础上提出一种基于K-CV和GA改进的PSO算法(GA-CV-PSO).利用矩量法(MoM)获得的粗糙面后向散射系数构造训练集和测试集,通过不同参数反演的仿真结果对比不同优化算法的反演精度和计算时间,表明GA-CV-PSO算法克服了单一优化算法的缺陷,具有更精确的反演精度和更强的泛化能力.  相似文献   

14.
This article deals with the simultaneous estimation of parameters in a 2-D transient conduction-radiation heat transfer problem. The homogeneous medium is assumed to be absorbing, emitting and scattering. The boundaries of the enclosure are diffuse gray. Three parameters, viz. the scattering albedo, the conduction-radiation parameter and the boundary emissivity, are simultaneously estimated by the inverse method involving the lattice Boltzmann method (LBM) and the finite volume method (FVM) in conjunction with the genetic algorithm (GA). In the direct method, the FVM is used for computing the radiative information while the LBM is used to solve the energy equation. The temperature field obtained in the direct method is used in the inverse method for simultaneous estimation of unknown parameters using the LBM-FVM and the GA. The LBM-FVM-GA combination has been found to accurately predict the unknown parameters.  相似文献   

15.
Non-gray radiative properties of an absorbing, emitting, non-gray participating medium significantly increase the difficulty of solving the radiative transfer equation. This paper presents a new inverse approach for the equivalent gray radiative property of a non-gray medium. In this approach, the unknown equivalent gray radiative properties are treated as the optimization variables, and the errors to be minimized are the differences between the calculated temperatures and the measured ones. The measured data are simulated by solving the direct problem, in which a modified zonal method together with the Edwards exponential wide-band model is employed. In the inverse problem, the sensitivity coefficients are first calculated by the complex-variable-differentiation method, and then the least-square method and the Newton-Raphson iterative method are employed to minimize the target function. The effectiveness and efficiency of the inverse problem are demonstrated in an example, and another case is given to show the accuracy and potential of the proposed algorithm. The effects of the measurement error and the number of measurement points on the accuracy of the inverse analysis are also investigated in detail.  相似文献   

16.
根据实验的数据建立了CRT的设备颜色空间(RGB空间)与标准颜色空间(CIELAB空间)之间的颜色特性转换模型。通过分析大量的实验测量数据,以改进的三维查找表形式建立了RGB和L*a*b*之间的正逆转换关系。其中正向查找表的建立是按照三维线性的插值方法,逆向查找表的建立则利用一种插值和迭代相结合的新方法,使L*a*b*查找到较为准确的RGB值。通过用标准图像的的随机误差检验,其转换的平均色差ΔE为0.9286色差单位。  相似文献   

17.
基于遗传算法的苹果糖度近红外光谱分析   总被引:12,自引:0,他引:12  
遗传算法(GA)应用在偏最小二乘法(PLS)校正模型的波段优化选择中具有显著的效果.将遗传算法用于波段选择,能更快达到最优解,有效提高测量精度,减少建模所用变量.文章研究了在近红外苹果糖度无损检测中,遗传算法作为模块进行波段选择,建立了GA-PLS模型;为了说明遗传算法优选波段可行性,另外建立了全谱和经验谱区的PLS定量模型,并评价了模型的稳健性.首先对傅里叶变换近红外光谱进行多元散射校正、Savitky-Golay卷积平滑后,用遗传算法优选波段(R-SGA),参与建模数据点从原始1 550减少到434个.然后采用一阶导数光谱建立GA-PLS模型,相比全谱PLS(1 550个数据点)和经验谱区PLS(717个数据点)模型具有更高的预测精度,其建模结果为RC=0.966,RMSEC=0.469,Rp=0.954,RMSEP=0.797.结果表明,遗传算法可用于PLS法建立苹果糖度校正模型前的数据优化筛选,有效提高测量精度,并减少建模变量.  相似文献   

18.
High resolution in space and time is becoming the new trend of thermographic inspection of equipments, therefore, the development of a fast and precise processing and data store technique of high resolution thermal image should be well studied. This article will propose a novel global compression algorithm, which will provide an effective way to improve the precision and processing speed of thermal image data. This new algorithm is based on the decay of the temperature of thermograph and the feature of thermal image morphology. Firstly, it will sort the data in space according to K-means method. Then it will employ classic fitting calculation to fit all the typical temperature decay curves. At last, it will use the fitting parameters of the curves as the parameters for compression and reconstruction of thermal image sequence to achieve the method for which the thermal image sequence can be compressed in space and time simultaneously. To validate the proposed new algorithm, the authors used two embedded defective specimens made of different materials to do the experiment. The results show that the proposed infrared thermal image sequence compression processing algorithm is an effective solution with high speed and high precision. Compared to the conventional method, the global compression algorithm is not only noise resistant but also can improve the computing speed in hundreds of times.  相似文献   

19.
采用传统方法计算没有封闭解的机械臂的逆运动学运算量大、精度无法保证,对于复杂结构很难满足实时精确控制的要求。六个并行三层双隐层前馈神经网络被设计用来解决排爆机器臂的逆运动学问题,神经网络的应用受到输出误差的限制,需要减小网络输出误差。针对机械臂结构,以神经网络输出为初始值,对网络输出关节变量进行实值编码,采用分离位姿模拟退火算法对的机械臂末端位置、姿态分别进行优化。仿真结果显示,该方法有效的减小了网络输出误差,在运算结果精确性和运算速度方面满足排爆机械臂求逆运动学解的要求。  相似文献   

20.
求解光学CT图象重建问题的广义脉冲谱技术研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
高峰 Delpy  DT 《光子学报》1998,27(8):679-688
间接法是目前实现医学诊断用近红外光三维成象(光CT)的最有潜力的手段之一.该方法基于以下假设,即给定分别对应于不同点激励源作用下成象组织体表面各点的传输光测量.在组织体内存在着与上述检测量相对应的、唯一的光学参数三维分布.由此,图象重建变成了特定光子传输模型的逆问题.本文提出采用广义脉冲谱技术(Generalized Pulse Spectrum Technique,GPST)进行光学CT图象重建逆问题的求解.给出了GPST在扩散方程光子传输模型逆问题求解中的具体实现,数值实验结果表明,通过选择合适的复频率点,采用GPST算法的图象重建结果优于其它现有算法,且响应时间合理.最后,本文还初步讨论了吸收和散射系数重建中复频率点选择的一些基本原则。  相似文献   

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