语音自适应压缩采样匹配追踪重构算法

基于小波分解下的语音压缩编码与重构框架,研究分析了含噪情况下贪婪算法的重构性能和抗噪性能,提出了一种改进的自适应压缩采样匹配追踪算法(ACoSaMP).该算法可在稀疏度未知的情况下,通过设置可变步长分阶段实现对稀疏度的逼近.同时,在每次迭代过程中,用最小二乘法对残差信号进行估计,代替传统CoSaMP算法对整个信号的估计.最后用小波去噪法对合成语音进行处理.实验结果表明:不同压缩比下,该算法的主客观重构效果均优于现有同类算法,对噪声有较强的鲁棒性.     

基于压缩采样匹配追踪算法的混合场信道估计方案

针对现有的远场和近场信道估计方案不能直接用于精确估计混合场信道状态信息的问题,提出了一种有效的基于压缩采样匹配追踪(compression sampling matching pursuit, CoSaMP)算法的混合场信道估计方案。通过精确建模混合场信道模型来捕捉其远场和近场区域可能存在不同的散射体这一特征,分别对其远场和近场路径分量进行估计。结果表明,所提方案与现有其他信道估计方案相比,在相同低导频开销情况下,该方案能获得更高的归一化均方误差性能和更高的系统和速率,计算复杂度较低。可见,所提出的方案具有很好的参考价值。     

截断奇异值分解的生物发光断层成像重建问题

目的研究生物发光断层成像重建问题的求解方法,通过生物体表面检测到的光学信号准确、稳定地重建出生物体内部荧光光源的分布。方法将截断奇异值分解TSVD正则化技术用于已知光源可行区域的生物发光断层成像逆问题求解中,并利用广义交叉验证法结合一维搜索来选择合适的正则化参数。结果数值仿真表明,TSVD法可以快速有效地进行单光源和双光源的重建。结论TSVD方法在BLT重建中是可行和有效的,与常用的Tikhonov正则化方法相比,TSVD法的抗噪性能更好,重建时间也较少,且正则化参数的选取及调整更为方便。     

多光谱生物发光断层成像的光源形状重建

生物发光断层成像（bioluminescence tomography,BLT）是一种利用生物体表面光强测量值重建内部光源分布的光学分子影像技术,为研究常用光传输模型对BLT重建光源形状的影响,该文在相同的模拟测量值条件下,对比研究了辐射传输方程的三阶简化球谐近似（third-order simplified spherical harmonics,SP3）模型和扩散近似（diffusion approxima-tion,DA）模型对光源形状的拟合能力。此外,为了减小重建问题的不适定性,重建中结合了多光谱测量数据和稀疏正则化方法。数字鼠模型上的仿真实验结果表明,基于SP3模型的多光谱BLT重建方法,在不同深度下的不同尺寸的单、双光源重建中均可以更为准确地重建光源的中心位置和形状。     

基于压缩感知的自适应加权匹配追踪算法

压缩感知（compressed sensing,CS）技术通过减少发射导频数来提高频谱的利用率。将CS技术应用于导频辅助的稀疏度未知的正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）信道估计中,提出一种自适应加权匹配追踪（CS-based adaptive weighting &matching pursuit,AWMP）算法。该算法使用自适应加权、匹配追踪的方法估计信道时域脉冲响应,按照估计信噪比和匹配原则,利用多次迭代进行自适应加权和寻找最佳稀疏度,实现未知信道稀疏度与信噪比的情况下,准确估计信道信息。仿真验证表明,与传统的信道估计算法相比,采用基于AWMP的信道估计方法,能够利用较少的导频信息获得更低的误码率和均方误差。     

基于截断完全最小二乘法的生物发光断层成像

提出了一种基于截断完全最小二乘法(TTLS)的生物发光断层成像(BLT)重建算法,并在扩展广义交叉验证(GCV)的基础上,设计了一种用于确定最佳截断水平的混合广义交叉验证方案(HGCV).与现有的只考虑测量噪声的重建算法不同,这种TTLS结合HGCV的重建算法可将模型离散、解剖结构获取以及光学参数测定中的误差与表面测量误差同时处理,仿真及物理仿体实验验证了该算法的有效性和鲁棒性.     

基于图像特征改进的正交匹配追踪算法

将压缩传感理论应用于成像是光场成像理论的热门研究方向,由此可以设计出更简单、便宜、小巧的光学系统.正交匹配追踪算法是压缩传感理论的重要重构算法,它在重建图像时隐含着整幅图像权重相同的思想,没有体现出图像的固有特征,例如行列突变的剧烈程度,以及经过快速傅里叶变换基、离散余弦变换基、离散小波变换基作用得到的小稀疏系数代表图像的细节、大稀疏系数代表图像的轮廓的特点.使用上述3种变换基作用图像时,可以针对正交匹配追踪算法的固有缺点,提出合理选择逐行或者逐列重构图像和使用自适应迭代次数重构图像两种改进方法.仿真结果表明,改进算法明显提高了图像的质量,能够得到更好的图像视觉效果.     

一种改进的变步长自适应匹配追踪算法

压缩感知是利用信号的稀疏性和可压缩性进行信号处理的新理论.针对压缩感知中信号稀疏度未知的问题,提出了一种改进的变步长自适应匹配追踪(MVss AMP)算法.该算法通过计算余量与测量矩阵的相关性,自适应地选择候选集原子,并且通过可变步长更新支撑集,实现信号的精确重建.该算法通过设置一个参数来控制步长变化.仿真结果表明:该算法在误差范围内实现了信号精确重建,并且重建性能优于其他同类算法.     

基于多方向正交匹配追踪的压缩感知图像重构算法研究

针对压缩感知中图像信号的压缩比较大、重构效率较低的问题,提出一种基于正交匹配追踪的压缩感知图像重构算法。该算法在图像压缩阶段,利用测量矩阵对目标图像进行二次测量,进一步缩小压缩比。在图像重构阶段,将单次循环的正交匹配对象由一维向量拓展到二维矩阵,利用多方向正交投影对压缩数据进行图像重构。仿真实验结果表明,在缩小压缩比的情况下,可较准确地重构出原始图像;并且显著提高重构效率。     

基于ATmega128的连续信号压缩感知实现方法

为了解决硬件对高频模拟信号采集困难的问题,根据连续信号可以在特定的频域有稀疏的特性,在采样节点,根据伯努利观测矩阵分布特点设计采样间隔,利用压缩采样方法采集数据,降低收发芯片CC1000所需发送的数据量,从而降低传感器节点在通信传输时所损耗的能量,延长节点的使用时间;在汇聚节点使用压缩采样匹配追踪算法(Compressive Sampling Matching Pursuit, CoSaMP)对接收到的稀疏数据进行重构,将重构的数据通过串口助手导出到终端,使用Matlab软件绘图分析,验证压缩感知实现方法的可行性。实验结果表明：该方法能够很好的在ATmega128芯片上实现压缩观测。在压缩率达到68%时,通过分析计算原始信号波形和重构信号波形,二者具有99.30%的相似度,显然将压缩感知理论可应用到局域网中,能减少网络传输的数据量,降低网络传输的能耗。     

电阻层析成像有限元模型优化

为了提高电阻层析成像正问题计算精度,以有限元模型次最外层半径为变量,以敏感场均匀分布时模型均方根值的倒数为适应度函数,利用求解低维多峰值函数优化问题的改进遗传算法,优化模拟敏感场内电流线分布密度与分布形式的新型拓扑结构有限元模型,最后以各峰值点对应的中心流模型均方根值为误差函数,选择新型拓扑结构有限元模型次最外层半径的最优值.仿真实验结果表明,相同实验条件下,相比优化前新型拓扑结构有限元模型、传统按等间隔原理剖分的有限元模型及其改进模型,优化后有限元模型在敏感场均匀分布时模型均方根值分别降低了32.002 5%、83.395 8%和44.760 5%,有效提高了电阻层析成像正问题计算精度与图像重建质量.     

一种用于磁感应成像中灵敏度矩阵的计算方法

生物组织中的磁感应成像(MIT)是一种通过测量交变磁场中因扰动导体所引起的感应电压来重建复合电导率分布的方法.灵敏度矩阵即是映射电导率分布的变化与接收线圈中感应电压变化的对应关系.基于有限元方法和补偿原理,提出一种快速计算灵敏度矩阵的方法,并应用这种方法进行了多种仿真分析实验.结果表明,通过该方法可以快速地对单个扰动和多个扰动的灵敏度矩阵进行有效求解,即为MIT中逆问题的图像重建提供了有效的方法.     

阈值Landweber在MIT图像重建中的应用

针对目前磁感应成像技术的图像重建质量较低、速度较慢的问题,提出了一种阈值Landweber重建算法.该算法在Landweber算法的基础上设置门限阈值,并在每次迭代中都自适应地调节阈值参数,从而提高了重建图像质量且加快Landweber方法的收敛速度.在Comsol Multiphysics仿真软件建立MIT系统模型的基础上,利用有限元方法求解了正问题.模拟结果表明,利用阈值Landweber图像重建算法获得的图像质量比LBP、未添加阈值的Landweber图像重建算法要好,同时也加快了收敛速度.     

基于有限元网格重构的降落伞工作过程数值研究

以经典的C9圆伞为研究对象,用有限元模型描述该伞结构,定义其周围有限空间作为流场计算域,将全局坐标下载荷位移定义为流场域位移,实现有限流场域的运动。采用运动空间域代替固定的欧式空间域,并与降落伞结构实现了流固耦合计算。得到了丰富的流场、结构场信息及伞载系统的动力学响应曲线。将计算结果与试验数据进行比对发现二者基本一致,验证了此计算方法的可行性,为降落伞的设计提供参考依据。     

口腔生物力学问题有限元分析的研究进展

有限元法（FEM）是对人体的力学行为进行数值模拟的一种有效工具,综述了有限元分析法在解决口腔生物力学问题中的研究进展, 包括口腔组织力学模型的建立、口腔正畸、口腔修复、口腔种植、口腔内科学、口腔颅颌面外科等领域和口腔医疗器械的力学性能评价及优化设计;总结了口腔领域国内外学者建立各种有限元模型的方法、分析工具、材料假设及研究内容,为进一步研究提供参考和借鉴;指出了有限元法在口腔生物力学中应用的特点和不足以及模型重建和相关分析中需进一步改进和深入研究的问题。     

有限元三角剖分的自动加密程序

本文研制了有限元三角剖分的自动加密程序。该程序可以被使用者直接用来对其初始三角剖分作局部加密,也可以作为有限元自适应计算系统中的一个模块。文章还给出了一个在半导体器件模拟中的应用实例。     

中轴生成算法和自适应有限元模糊控制(Ⅱ)--基于中轴的自适应有限元模糊控制策略与实施

在任意形体中轴生成算法结果的基础上,根据中轴半径及其变化,建立并实现了h型自适应有限元模糊控制机制。进行的数值模拟实例表明,采用本文方法,仅需一次计算就能达到要求的计算精度,从而可以大大提高自适应有限元前置处理的效率。     

电阻层析成像激励电极加权研究

电阻层析成像（ERT）技术逐步进入到了工业应用研究阶段，根据物体内部介质的电阻率（或电导率）的不同，通过对物体表面电流、电压的施加、测量来获知物体内部电导率的分布，进而重建出反应物体内部结构的图像，与传统的过程参数技术相比，具有非侵入、无辐射、成本低等许多优点。计算发现相邻激励模式电流密度过于集中，气泡出现在激励附近时，场域电流密度变化很大，提出对于泡状流气泡出现在气泡附近进行主动检测，获得的数据用于电极主动加权，加大激励电极权值和减少激励电极权值可分别对边界处成像和对中心处成像有利。