CT平行投影的快速重建算法研究与实现

为了在PC机上快速实现计算机断层扫描（Computerized Tomography,CT）的重建,文章在分析传统平行光投影的滤波反投影重建算法的基础上,提出并实现了改进的基于极坐标下反投影及坐标映射的快速重建算法,通过实验结果分析,优化后的算法与传统算法相比在图像质量上相当,而运算速度要快,尤其是对于大幅图像而言优势更加明显。     

一种反投影模型下的图像重建迭代算法

现有的图像重建迭代算法,通常是基于对投影模型及其几何物理意义的分析形成迭代格式,通过研究投影模型与反投影模型在几何物理意义上存在的相互对应关系,建立了一种反投影模型下的图像重建迭代算法.基于反投影模型中扫描射线和重建点的几何位置关系,引入重建点离散化模型,考察了全体扫描射线对重建点的贡献因子,给出了一种反投影系数矩阵的估计方法,并形成了迭代格式,进而建立了反投影模型下的图像重建迭代算法.数据实验结果给出了反投影模型下的图像重建迭代算法的有效性验证.该算法的成像结果有较好的密度分辨率,有助于进一步研究并构建直接成像的快速实用算法.     

EM算法重建图像的精度分析

EM算法将观测得到的投影值看成不完全数据，合理运用相应的先验知识，以迭代的方法求出图像像素值的极大似然估计．该算法重建的图像比常用的滤波反投影和代数重建等算法得到的精度高．本文用概率统计的方法从理论上较详细地讨论了EM算法重建结果方差的下界，同时推导出实际应用中此方差近似值的一种简单求法．     

EM算法重建图像的精度分析

EM算法将观测得到的投影值看成不完全数据,合理运用相应的先验知识,以迭代的方法求出图像像素值的极大似然估计.该算法重建的图像比常用的滤波反投影和代数重建等算法得到的精度高.本文用概率统计的方法从理论上较详细地讨论了EM算法重建结果方差的下界,同时推导出实际应用中此方差近似值的一种简单求法.     

PET贝叶斯神经网络重建算法

从ML—EM重建算法入手，分析了贝叶斯模型的一些关键点，针对采用传统方法求解MAP问题的局限性，提出一种用于正电子成像的贝叶斯神经网络(BNN)重建算法，为了保留边缘信息，引入了二进制的保边缘变量，并应用共轭神经网络求解，模拟的重建结果表明，应用这种算法可以得到比ML—EM算法更好的重建图像。     

带有松弛因子的迭代法在图像重建中的应用

图像重建常常被转化为线性方程组的求解问题．从解大型线性方程组出发，由逐次超松弛法(Successive Over Relaxation，SOR)推导出一种带有松弛因子的迭代法，与SOR法相比，该算法不仅大大降低了对计算时间和内存空间的需要，而且有利于克服重建图像对不完全噪声数据的敏感性．通过对模拟数据和实际数据的重建，估计了算法的有效性，并将重建图像与滤波反投影(Filtered Back Projection，FBP)重建图像进行了比较。     

康普顿背散射图像重建算法的GPU加速研究

在康普顿背散射成像中,射线源和探测器放置于物体同侧,无需旋转即可重建出物体内部断层图像。但康普顿背散射图像重建算法计算复杂度较高,重建耗时较长。根据康普顿背散射图像有序子集最大期望法(ordered subsets expectation maxization,OSEM)重建算法的执行特点,设计了适合算法正投影和反投影的并行策略进行GPU加速。重建结果表明,所使用的加速策略能够在保证重建图像质量的同时获得较高的加速比。     

圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

由于圆与直线轨迹的交点处存在轨迹变量的偏导数,Katsevich算法直接忽略了关于构造因子的分析,从而对后续重建计算产生影响,导致重建结果出现伪像。通过对该问题进行研究,确定轨迹交点处的构造因子,并推导出在平板检测器下与两段轨迹相对应的重建公式。据此引申出一个不含有关于轨迹变量偏导的等价公式,从而计算出轨迹交点处相应的重建贡献值。同时,提出使用光滑过渡函数改善因反投影区域边界的不连续性而对重建结果产生的影响。利用Forbild头模型进行仿真模拟,实验结果表明,改进的算法有效地抑制了重建结果的伪像。     

一种改进的变步长OMP图像重建算法

为了快速、高精度的重建图像,解决滤波反投影(FBP)算法重建图像精度不高,正交匹配追踪(OMP)算法运行时间较长的问题,基于改变步长,提出一种步长变换正交匹配追踪(SCOMP)算法.当残差不小于阈值时,增大步长进行运算,当残差小于阈值时,恢复原步长进行运算.研究结果表明:SCOMP算法重建图像精度高于OMP算法,且运行时间快于FBP算法.SCOMP算法采用大步长快速添加原子,小步长有效去除原子的方法,使得重建图像的精度较高且运行时间也较短.     

多视频的时空超分辨率重建算法

Shechtman E等提出的时空超分辨率重建算法,在输入低分辨率视频序列足够多的情况下,重建效果非常好.但在实际应用中很难获得针对同一动态场景的大量低分辨率视频序列,导致该重建算法的应用有了一定的局限性.针对这一问题,提出了一种新的时空超分辨率重建算法.采用Shechtman E等提出的算法重建出一个高时间分辨率视频序列,采用改进的迭代反投影算法提高该高时间分辨率视频序列的空间分辨率,从而得到一个高时空分辨率视频序列.实验结果表明,提出的新算法能较好地实现用较少的低分辨率视频序列重建一个高时空分辨率视频序列.     

快速后向投影合成孔径雷达成像的自聚焦方法简

Time-domain Fast Back-Projection (FBP) is an accurate and efficient solver to generate high-resolution Synthetic Aperture Radar(SAR) images. However, motion errors seriously degrade the performance of the FBP image when the accuracy of the position system does not reach the wavelength level. In this paper, we propose a novel multi-aperture map drift (MAMD) algorithm, which is implemented within the FBP iterations. The autofocus processing is realized by estimating the shift of sub-aperture images and it keeps the high accuracy of the FBP algorithm. Experiments by using real airborne SAR data validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

NTI技术在NIDS中的应用研究

针对如何降低传统网络入侵检测系统(NIDS)的漏报、误报率问题,从NIDS对所处网络环境了解太少、缺乏针时性入手,使用Java语言,设计了一个基于Web的网络拓扑信息(NTI)获取系统,构建了NTI分析器.采用"旗帜信息(Banner)识别服务软件、操作系统"对网络拓扑进行认知,创建了NTI数据库,并将NTI分析器、NTI数据库应用到NIDSSnort中,分别在不同操作系统和服务软件的机器上进行测试,结果表明,改善了告警效率和准确性.     

Quality of experience based scheduling algorithm in LTE network with various traffics

Quality of experience (QoE) based scheduling algorithm of long term evalution (LTE) network with various traffics is studied. Utility functions are adopted to estimate mean opinion score (MOS) for different traffics and a new MOS metric called normalized MOS is defined. A scheduling algorithm based on normalized MOS and greedy algorithm is proposed, aiming at maximizing the entirety MOS level of the whole users in the cell. We compare the performance of the proposed algorithm with other typical scheduling algorithms and the simulation results show that the algorithm proposed outperform other ones in term of QoE and fairness.     

用P-FFT方法求解电磁散射问题的改进模板拓扑

利用预修正快速傅里叶变换（P-FFT）方法结合矩量法快速求解金属体和介质体散射问题。为减少直接计算和预修正的近区未知量个数,对模板拓扑结构进行改进,将投影及插值模板由固定改为浮动。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法可以显著减少近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。     

铂纳米线的结构特性

用全局搜索的遗传算法系统考察了直径介于0.5-1.2nm铂纳米线的结构特性。结构分析表明,所获得的晶状纳米线总体上符合对应体材料面心立方[110]晶向的堆叠方式,但又可进一步细分为正常和反常两种面心立方堆积。前者的构型可直接从体材料中切割获得,而后者的原子排列出现了结构重组现象。基于能量和力学稳定性分析,给出了铂纳米线生长过程的一幅动态图像,观察到了基于(111)晶面成线的生长机制,与有关的实验观测结果一致。     

非均匀线阵遗传优化方案的比较研究

为使等幅边射直线阵具有尽可能低的最大副辩电平，选择几种典型的选择算子和交叉算子组合构成遗传算法方案，进行遗传优化，并对24种算法方案的优化效果作比较研究．结果表明，遗传算法方案设计的关键在于保持合适的种群多样性。如选用截断 赌轮选择算子与均匀交叉算子组合的方案使48单元边射直线阵的最大副辩电平降低到-26．3dB。     

DOA高分辨估计的两种贝叶斯算法的性能比较

结合贝叶斯定理和信号处理中的谱分析理论,给出了DOA估计的地斯高分辨技术实现的实算法,并推导出算方法的计算方法,通过理论分析和计算机仿真对两种算法进一步地进行分析和比较,不仅反映了该技术的高分辨特性,而且显示实算法用于DOA估计时存在着严惩的缺陷,证明了对复算法研究的必要性,同时也体现了复算法比实算法更加有效,特别是复算法可以估计线列阵法线方向的来波,并且利用复算法估计的空间角谱关于阵列法向是不对称的,消除了实算法所估计的对称谱对真实DOA估计的影响,同时复算法具有更高的分辨率。     

心电信号QRS波群检测算法研究

心电信号特征参数的提取和识别是心电图分析和诊断的基础．在心电信号的分析中,快速准确地检出QRS波群非常重要,它是计算相关参数和诊断的前提．该文对QRS波群的检测算法进行了研究,对传统差分阈值法在R波检测中存在的一些问题加以改进,将正向和倒置R波分开检测,提出了在自适应差分阈值法检测正向R波的基础上,用幅值基线比较法检测倒置R波的检测方法．在Q、S波检测方面,文章以差分法为基础,给出了Q、S波定位的一种简便易行的方法．利用美国麻省理工学院的MIT—BIH心电数据库和临床实测数据对以上方法进行验证,QRS波群的检出率高达99．4％以上．实验结果表明,该方法简单有效、准确率高,适于实际应用。     

遗传算法参数分析及其在故障诊断中的应用

针对BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部极小的缺点,将具有全局搜索能力的遗传算法引入到神经网络的权值优化中.遗传算法优化神经网络模型时,参数选取直接关系到模型优化的效率,在给出一种遗传算法的基础上对相关参数进行了研究分析.并采用Matlab软件编程实现算法,把该算法应用到XOR问题求解中,显示出GA-BP算法的优越性,并通过磨机故障诊断实例验证了算法的有效性.     

快速傅立叶变换算法的比较

快速傅立叶变换有多种算法，本文较为全面地讨论了离散傅立叶变换的快速算法，并对这些算法的性能进行了比较。