基于MPI并行计算的CT滤波反投影图像重建算法研究

目的:将并行计算引入CT滤波反投影图像重建算法,通过提高计算机资源的利用率,最终在此基础上提高整个算法的计算效率。方法:在Intel Pentium 4 CPU的PC平台,建立基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法,将Matlab、单核多核并行计算及通常串行多种模式的加速比和运行效率作为研究对比。结果:通过搭建的MPI并行计算模型,无论从加速比还是计算机执行效率以及图像的重建效果都得到了满意结果,加速比最高达到7,计算机执行率为90%。结论:实践证明,基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法是解决图像重建速度和效率的有效方案,同样,也可以运用到图像处理的许多方面,值得借鉴。     

土壤调查成果制图软件设计与实现

【目的】 随着土壤调查数据体量增大,已有分析制图效率无法满足成果产出需求,需要一套数据分析制图软件集合,降低土壤调查数据的分析制图门槛,提高制图效率,助力土壤调查成果的有效沉淀。【方法】 文章基于B/S架构的软件设计模式,采用了WebGIS技术用于处理用户与制图要素的交互,采用了虚拟化技术用于算法环境的隔离,采用流式文件读写技术处理大体量数据的输入输出,采用了WebGL渲染着色技术用于制图成果的可视化,从算法和应用两个维度设计了土壤制图工具各组件的逻辑关系与交互模式。【结果】 设计实现了土壤调查成果制图软件,集成了IDW反比例加权插值算法,克里格插值算法和随机森林算法等算法函数,开发了土壤质量评价,土壤肥力评价和土壤适宜性评价等功能模块,实现了操作步骤原子化,计算过程固定化,计算参数可配置。【结论】 在保证精度的前提下,有效降低了土壤制图难度,提高土壤制图的效率。     

图像去噪的自适应插值小波算法

将插值小波算法和自适应积分方法相结合,提出了一种用于偏微分方程求解的新方法—插值小波自适应精细积分法。实现了由该种方法构造的小波形函数的快速算法,有效的提高了计算效率。利用自适应多层插值小波算法对热传导方程进行求解,实现了对图像的降噪,实验结果表明了该方法用于图像降噪的有效性。     

并行ADI-FDTD的循环归约PDD实现

实现ADI-FDTD并行计算的关键是三对角线性方程组的求解.提出了一种新的分解方法实现三对角线性方程组的并行求解,使得修正值计算方程组仍为三对角线性方程组,且具有对角占优特性.修正值方程组采用循环归约算法求解,根据三对角系统的对角占优的强弱和预期的计算精度选择适当的归约次数,近似处理可加速方程组的求解.利用FDTD的重复计算特性,保存适当的中间量可降低算法的计算复杂性和通信复杂性,但对存储空间的要求更高.算例验证了算法的正确性.     

步进电机启动控制算法设计

通过建立步进电机数学模型和传递函数的基础上,分别采用简单加速算法和指数加速算法对步进电机启动进行控制,解决了步进电机在启动时,出现的启动时间慢、启动失步等问题。仿真实验结果和试验数据表明,指数加速算法能够更好地控制步进电机启动运行。     

基于神经网络的电力系统谐波测量方法研究

提出了一种新的基于三角基函数神经网络的电力系统谐波测量方法，给出了该神经网络算法的收敛定理，并采用加窗插值算法修正基波频率的准确度．该方法不需要同步采样和整周期截断，可一次性获得电力系统基波及各次谐波的频率、幅值和相位．计算机仿真结果表明，该方法计算精度高，计算量小，收敛速度快．     

PSO算法加速因子的非线性策略研究

为了有效地控制PSO算法的全局和局部搜索能力,着重分析了PSO算法中加速因子对粒子收敛的影响,提出加速因子采用反余弦非对称策略能有效提高PSO算法的搜索性能。对5种加速因子策略使用4个著名的基准函数进行测试,试验结果表明,反余弦非对称方法可以使粒子在搜索的初期获得更好的多样性,在算法后期则可以有效增强粒子的搜索能力,从而使算法具有更强的摆脱局部极值的能力,提高算法的收敛精度。     

步进电机启动控制算法设计

通过建立步进电机数学模型和传递函数的基础上,分别采用简单加速算法和指数加速算法对步进电机启动进行控制,解决了步进电机在启动时,出现的启动时间慢、启动失步等问题.仿真实验结果和试验数据表明,指数加速算法能够更好地控制步进电机启动运行.     

快速直线生成算法

经典的Bresenham算法一次运算只能生成1个像素点,而双步直线生成算法一次能生成2个像素点,这些算法在计算时没有充分利用像素点之间的相关性因而效率不高。为了提高直线生成效率而对Bresenham算法和双步直线生成算法进行改进,提出一种快速直线生成算法。新算法利用直线的斜率来预测其像素行组合。生成直线时只在那些可能出现的像素行组合中进行选取,一次选取可以生成两个像素行,从而减少了计算量和循环次数,提高了直线生成效率。     

视频优化算法在农技云平台中的应用

对农技云平台中采用的视频优化算法进行了介绍,在视频采集、处理、传输、呈现等多个环节综合应用双三次插值、视频对象分割、去抖动、降低帧率等多种视频优化算法可有效提高用户体验。     

矢量中值滤波彩色图像增强算法研究

矢量中值作为基于排序的非线性滤波方法,在消除彩色图像的噪声和保证图像边缘与细节上均有较好的稳健性.但是,由于其算法与窗口象素数的平方成正比,因而计算量很大.本研究提出一种改进的矢量中值滤波的彩色图像增强方法,该方法既可以提高其图像处理的运算速度,又能保证图像质量,其算法具有实用价值.     

基于Curvelet的纹理方向自适应图像插值

为提高纹理复杂图像的插值放大质量,提出一种纹理方向自适应的图像插值算法。首先利用Curvelet变换提取图像的4个方向因子矩阵,然后对不同类插值点选择相应的2个方向因子构造权重系数进行线性插值,从而自适应地重建各类待插值点。分析比较了本文与现有插值算法对平滑与纹理复杂区域的插值重建质量。实验结果表明,本文算法能有效抑制传统插值方法重建图像时出现的边缘模糊和锯齿现象,重构的图像效果优于传统方法,纹理丰富图像的重构质量可提高2dB以上。     

基于萤火虫算法的农业遥感图像增强研究

农业遥感图像增强有利于图像信息的提取与分析,萤火虫算法是近年来较为新颖的智能仿生算法,目前国内外关于其能否用于农业遥感图像增强的研究未见报道。文章首先利用非完全Beta函数建立农业遥感图像增强模型,结合人眼最小灰度分辨力函数进行图像细节增强,将每个输入区间的像素灰度值变换到适当的输出灰度级区间,最终生成对比度均衡的图像;然后通过萤火虫优化算法在其动态决策域半径进行伪差分操作更新;最后确定最佳参数的收敛条件,给出了算法流程。试验仿真结果表明,萤火虫算法的农业遥感图像检测在图像细节增强评价指标、相位一致性指标、通用质量评价指标等方面与直方图算法、Retinex算法、小波变换算法、模糊聚类算法等相比数据较优,能够用于农业遥感图像增强。     

基于自适应GA-SVR的中密度纤维板施胶比例辨识方法

针对中密度纤维板(MDF)生产过程中施胶比例直接影响产品质量和生产成本的问题,提出了MDF施胶比例的自适应GA-SVR辨识算法。算法采用浮点数与二进制混合编码方式实现优选参数的解空间映射,设计并利用适应度函数完成交叉概率与变异概率的自动调整,通过数代进化实现模型输入参数的优选与支持向量回归参数的优化。为了验证算法的准确性,将辨识算法预测下的施胶比例与比例模型计算出的施胶比例分别用于制板试验,结果表明:基于自适应GA-SVR算法的预测结果与期望值相一致,算法实现了施胶比例的准确预测。     

一种改进的图形硬件纹理压缩方案

本文提出了基于MIP Map技术的混合纹理压缩方案。在本方案中,平滑区域只能使用2个字节代表双线性插值的4*4像素块,而对噪声区域则使用iPACKMAN算法处理。这种由硬件实现的方法因简单而可行。实验结果表明,本方案可以实现高压缩比和高质量图像。     

基于AP聚类算法的图像分割应用与研究

针对传统聚类算法在图像分割中对聚类中心选择敏感,可靠性差的缺点,本文采用AP聚类算法研究图像分割问题。AP(Affinity propagation)聚类算法是通过数据点之间的信息传递产生高质量的聚类中心,避免了聚类初始中心选择难的问题。本文通过与K均值算法和模糊C均值算法在图像分割中的实验比较,得出本算法优于其他两种算法,对图像可取得良好的分割效果。     

木材节子图像增强的小波变换与双三次插值融合方法

为提高木材节子图像的清晰度和对比度，针对木材节子图像的边缘特征，以木材活节和死节图像为对象，研究小波变换与双三次插值融合的木材节子图像增强算法。结果表明，本方法增强后的木材活节和死节图像在峰值信噪比和结构相似性指数分别为22.994 8、32.054 1和0.928 9、0.919 2，均显著高于直方图均衡化和双三次插值方法，这表明本增强方法具有更好的去除噪声效果和图像保真性能。此外，增强后的木材活节和死节图像的平滑指数为2.934 2、3.889 3，显著优于直方图均衡化和双三次插值方法，这表明该方法不仅提高了清晰度和对比度，而且具有更好的边缘细节信息保留功能。     

遗传算法在通用试题库自动组卷中的应用

 对组卷问题进行分析，建立了通用组卷模型，讨论了运用遗传算法求解在一定约束条件下的多目标参数优化问题，并针对组卷问题设计了交叉、变异算子和进化模式。结果表明，改进后的遗传算法性能好、效率高、通用性高，符合自然界物种微进化的思想，具有较好的实用性能。     

基于Matlab的语音信号自相关基音检测

自相关基音检测算法是语音信号处理的关键技术,算法的效率直接影响语音信号实时处理的质量。在对自相关基音检测算法基本原理进行分析的基础上,设计了Matlab算法实现方案,通过对一段具体语音时域信号采样值进行滤波、分帧、求短时自相关函数,得到了浊音语音的基音周期。试验结果表明,该算法结构简单,运算量小,效率高。     

改进的医学CT图像K-均值聚类分割算法的实现

为提高K-均值聚类算法在医学CT图像分割上的应用效果、稳定性和质量,减少程序运行时间,本研究用Matlab语言优化了K-均值聚类算法程序,与StatisticsToolbox的K—means函数进行比较,使用单因素方差分析法检验两种算法实现程序运行时间的差异,并直接观察分割效果和稳定性。结果显示,改进后的K-均值聚类算法程序具有分割结果稳定、质量提高等优点,在常用Windows操作系统和Pc机配置环境下,分割耗时在1s左右,显著低于原有的分割程序,消除了等待感觉,提高了使用者的工作舒适度和效率,为图像的识别处理奠定了基础。