三维LTI射线追踪极小值方程的快速数值解法

线性走时插值（LTI）算法应用于三维射线追踪时,其向前处理过程中的极小值方程是超越方程,无法求出解析解.虽然可以采用网格剖分方式近似求解,网格剖分精度越大,计算结果越精确,但随着剖分精度的提高,向前处理的计算量会以N3的阶次增加,从而导致计算效率的降低.本文将最速下降法引入到LTI射线追踪算法的向前处理,提出了一种求解三维LTI超越方程的快速数值解法,该方法也不是一种精确求解方法,而是沿着负梯度方向不断逼近真实解.计算结果表明,该算法在兼顾射线追踪精度的同时能有效提高计算效率,计算速度快了3倍以上.     

并行计算多项式全部零点的一个高速圆盘迭代

本文受〔7〕和〔3〕的启发,得到了一个渐近效率与〔3〕相当的同时求多项式所有根的并行圆盘迭代法,并建立了条件较〔3〕为弱的收敛性定理.该算法毋需计算多项式的导数,所以在某种特定条件下,渐近效率较高.     

Goertzel算法的一种改进计算结构

针对Goertzel算法的计算结构硬件实现效率低等问题,提出了利用两个FIR滤波器实现Goerztel算法,并且将改进后的计算结构由原来的AR（2）过程推广到一般的AR（p）过程.改进后的计算结构避免了递推运算,能够预确定数据的动态范围进行定标,充分利用了DSP等信号处理器的硬件结构,适合定点处理器的编程.通过在定点DSP处理器TMS320C5510上进行软件仿真,测试结果表明改进计算结构后算法的效率是改进前算法效率的3.7倍.     

3D-power图的快速生成方法

3D-power图在图形学和流体仿真等领域应用广泛。为解决已有的3D-power图计算方法时间性能较差的问题,提出了基于GPU的power图构造算法,给出了一种用于计算power图各区域之间的面积估值方法,使基于GPU的构造算法与Lloyd算法、牛顿法相结合,生成满足约束条件的3D质心容量限制power图（3D-centroidal capacity constrained power diagram,3D-CCCPD）。结果表明,本文算法的时间性能较已有的3D-power图构造方法提高了几个数量级。     

几类循环矩阵的对数矩阵及其计算

循环矩阵的对数矩阵的结构,之后对这些对数矩阵进行了分类,并设计了计算这几种循环矩阵对数矩阵的算法,这些算法与基于Schur分解的反scaling and squaring算法相比,在计算效率上有较大提高.     

基于波前扩展的线性走时插值射线追踪算法

线性走时插值算法(LTI)在走时的计算中由于考虑的射线方向有限,计算得到的节点走时不一定最小,导致追踪的射线路径无法满足最小走时.针对这一问题,本文提出了一种改进的LTI射线追踪算法,该算法通过模拟真实波传播过程,采用波前扩展方法计算节点走时使节点走时更接近真实最小值,以确保射线追踪的精度.模拟算例结果表明,该算法在有效地提高射线追踪精度的同时,兼顾了计算的效率.     

求复多项式全部重零点的Kuhn一球形组合迭代法

本文结合应用球形迭代法的几何估计技巧与Kuhn一算法的整体收敛特性,提出了求复多项式全部重零点的一种组合迭代法.大量数值实验说明,该组合算法较之于Kuhn一算法有更高的计算效率和更少的计算复杂性.     

基于膜计算粒子群优化的FastSLAM算法改进

针对FastSLAM算法存在的粒子退化和粒子多样性缺失问题,提出了一种基于膜计算粒子群优化的FastSLAM算法.该算法将膜计算和粒子群优化算法相结合,利用膜计算的并行性、分布式的特点和粒子群优化算法的简单高效的优点,加速调整FastSLAM算法中粒子群的建议分布向全局最优解处收敛,在保证算法局部搜索精度的同时,扩大搜索范围,提高全局搜索的多样性,促使预测粒子更快的朝着真实的机器人位姿状态逼近,减缓粒子退化.最后利用MATLAB平台进行仿真实验.实验结果表明该算法提高了FastSLAM算法的定位精度,同时减少了系统运行时间,效率得到有效提高.     

MrBayes（MC）~3GPU算法的优化

为了进一步提高CPU-GPU协同贝叶斯种系发生算法n（MC）3的并发度,本文在n（MC）3算法基础上提出了优化算法,修改算法并行策略,重组计算次序,削弱相邻计算节点之间的依赖关系,增强GPU空闲单元的利用,实现了更高的加速比,显著提高了算法性能.     

基于变分辨率栅格模型的启发式有向搜索最优路径算法

针对连续空间中无法直接采用图论方法进行路径分析的问题,提出了基于四叉树思想构建的变分辨栅格模型. 该模型不仅兼顾了地形表达精度与数据冗余度,而且避免了地物“边缘效应”的影响. 在模型基础上,设计了一种启发式有向搜索算法,该算法在搜索节点时,首先对相邻节点进行方向性选择,减少搜索空间,提高了算法的效率. 实验结果表明,提出的模型及算法不仅能够求得连续空间中的最优路径,而且具有较高的计算效率.     

Kirsch算子地质图像边缘检测算法并行化研究

针对大尺寸地质图像边缘检测算法计算密集和数据密集的特性,为提高地质图像边缘检测算法的计算效率,提出一种自适应阈值的Kirsch算子的边缘检测算法.从传统算法层面,通过减少运算次数以及针对阈值设定随机性较大的问题提出自适应阈值的方法对其进行优化.从算法并行层面,在CPU-GPU传输开销以及线程规模选取上分析优化.经测试,...     

一种改进的B样条曲线曲面正交距离拟合算法

提出了一种改进的B样条曲线曲面拟合的正交距离算法.在此类算法中,需要求解点投影问题以得到数据点的垂足,考虑到控制顶点对投影的影响,利用泰勒展式对投影算法的初值进行修正,加快了求解点投影问题的速度,从而提高了拟合算法的稳定性和效率.数值实验表明,改进算法比修正前的方法更加稳定,与变量投影法及LBFGS算法相比,达到最优解的计算时间更短,迭代步数更少.     

基于GPU加速的遥感影像金字塔创建算法及其在土地遥感影像管理中的应用

摘要：为提高单个计算节点创建影像金字塔的速度,本研究首先将GPU并行技术用于加速影像重采样算法.影像重采样算法是影像金字塔创建算法的核心步骤,由于金字塔创建过程中数据量会不断发生变化,而数据量的大小直接影响GPU重采样算法效率.提出了一种基于阈值的金字塔遥感影像创建算法,算法将GPU并行与CPU串行遥感影像重采样算法结合,在创建影像金字塔时,依据阈值动态选择不同的重采样算法,并将本算法应用到土地遥感影像金字塔管理中.实验采用大小为10371×7945的24位遥感影像进行测试,结果表明：①基于GPU的并行重采样算法的速度最快,是基于CPU串行重采样算法的10倍;②采用本文算法创建金字塔速度是ArcGIS9.3创建金字塔速度的3倍以上.     

基于Map/Reduce的索引数据云存储模型研究

针对目前搜索引擎引擎系统存在的数据量庞大、访问用户高并发性和搜索延迟性的特点,提出了基于云存储的文档索引分类存储模型,并在索引数据分类存储算法实现过程中,采用基于Map/Reduce编程模型的二次索引词权重计算,以降低分类过程中的模糊粒度.通过实验验证基于该存储模型的算法不仅可以提高海量数据索引库的数据处理效率,而且在一定程度上降低了检索系统查询延迟,提高了搜索效率.     

生成Delaunay三角网的快速合成算法

合成算法结合了传统的递归分割法和逐点插入法的优点,兼顾空间和时间性能.然而,该算法不可避免地继承了两种传统算法的不足,在执行效率上受到限制.为了解决执行效率问题,提出了快速合成算法,对合成算法进行了改进和优化.该算法基于面积坐标的点定位算法和简化的高效空外接圆判断算法,从而大大提高算法的整体执行效率;同时充分考虑平面点集的任意性,适用于对任意平面点集构建Delaunay三角网.     

AVS视频标准的帧内预测算法改进

为优化AVS视频编码算法提高其算法的运算效率,对AVS视频编解码标准中的帧内编码算法结构进行了合理调整,并对AVS帧内预测的C代码进行优化处理,减少了AVS帧内预测算法的冗余计算和判断,实现了一种改进的帧内预测程序.实验结果表明：优化后的AVS视频编码算法的运算速度提高10%以上,编解码的帧率平均每秒提高7帧左右.     

自适应权重的GPSR压缩感知重构算法

在压缩感知信号重构的过程中,为使投影梯度稀疏重构算法（GPSR）在保持低复杂度的同时,能有效提高重构性能,引入了自适应思想,给重构模型添加具有惩罚意义的权重系数,以寻找算法复杂度和精度之间的最佳平衡点;根据解的收敛进程不断调整权重值,以加速收敛.仿真实验表明：在相同条件下,该算法的计算效率优于传统的GPSR算法和典型的OMP算法,能在较短的运行时间内大幅度提高重构精度.     

基于演化计算的组合模型序列密码分析

给出了一种利用演化计算对组合模型序列密码体制进行分析的方法.实验表明,用该演化计算方法对Geefe发生器和门限发生器进行分析时,算法复杂度比穷举法的复杂度低;该演化计算方法用于组合模型序列密码的分别征服攻击时,效率明显提高.因此演化计算分析方法是一种有效的序列密码分析方法.     

基于熵的视频运动矢量隐写分析算法

利用运动矢量隐写对相邻运动矢量相似性的扰乱作用,提出一种基于信息熵的视频运动矢量隐分析算法.在视频帧的滑动窗口中选取运动矢量,并分别对水平分量H、垂直分量V、方向D以及长度L等4个系数进行熵值计算以描述相似度.通过移动帧内滑动窗口位置,计算各窗口内运动矢量的熵均值矩阵,构造了16维的运动矢量HVDL特征.为了评估本文HVDL特征的表现,将HVDL与AoSO对比,对不同时期4种嵌入算法的样本进行了隐写分析实验,实验结果表明HVDL对当前安全性更高的隐写算法的检测准确率比AoSO高,且特征运行速度更快.     

三维迷宫的设计与建模

三维迷宫在难度和趣味性上达到了一个更高的水平.通过改进二维迷宫的生成算法,提出了循环迷宫的概念和迷宫复杂度公式.进而,提出一种基于四边形网格曲面的三维迷宫设计算法.该算法分3个步骤:首先,将给定的三维曲面四边形网格化;再确定迷宫的起点和终点,采用基于生成树的二维迷宫生成算法,在网格表面生成迷宫路径;最后,将迷宫实体化为三维结构,并与原始三维模型做布尔运算,得到三维迷宫.通过3D打印机制造出个性化的三维迷宫玩具,大大增强了迷宫的趣味性,改善了用户体验.