一种基于数据外插改进的ART迭代算法

本文针对有限角度的投影数据的CT图像重建问题,提出了一种基于数据外插改进的ART算法.该算法的基本思想足运用已知角度的投影数据来补全未知角度的投影数据,再用ART算法进行图像重建.最后用模拟的投影数据进行了重建图像的数值实验.实验结果表明该算法不但提高了重建图像质量,同时也提高了图像达代的收敛速度.     

由投影重建图像的对称网格迭代算法

本文对于工业CT检测中常用的代数迭代重建算法提出了改进,利用投影射线之间存在的几何对称结构,提出了图像重建的对称网格迭代算法(简写为SM-IRT).该算法简化了投影系数矩阵的计算,调整了迭代算法逐线校正的迭代顺序.对模拟数据和工业CT实测数据进行了重建图像的数值实验,结果表明:与常规算法比较,本文提出的新算法重建速度快,成像精度高.     

基于模型融合的有限角度CT迭代重建方法

针对有限角度扫描的CT重建,提出一种基于模型融合的CT迭代重建方法。模型来源于患者的早期Dicom图像。对扫描角度有限的投影数据,用统计迭代算法进行初步重建,得到预重建图像;将预重建图像与模型进行融合,得到融合图像;然后再次投影,补全原始投影缺失的部分,根据补全的投影数据重建出中间结果,之后重复投影、融合、重建过程直到满足终止条件。仿真实验表明,该算法能完整重建整个目标,在有效保留原目标特征的同时提高了小角度投影数据重建的质量。     

图像重建块迭代算法中松弛参数选取的研究

在图像重建中,Landweber迭代算法是图像重建算法中的重要方法.本文将针对Landweber分块迭代算法中松弛参数的选取进行研究.在重建过程中采取对投影矩阵按投影角度分块的方法,选取特定的松弛参数.通过数值实验得出结论:对于按角度分块的块迭代算法,松弛参数选取为λ乘以块矩阵与其共轭转置矩阵乘积的最大特征值分之一,当采集完全投影数据,且λ接近(1/6)～(1/7)时效果最好.另外,本文按角度分块的做法和松弛参数的选取方法对于有限角度图像重建问题也是可行的.     

一种块迭代的快速代数重建算法

常用的计算机层析成像的重建算法可分为:变换重建法、代数重建法和其它算法几大类.变换重建算法中最为常用的为"卷积反投影”算法,该算法重建速度较快,重建效果较好.但该算法也存在一些不足,它通常要求完全的、等间隔的平行采样数据.在天文、物探、地震成像等领域采样数据通常是不完全的和非等间隔的.代数重建算法简单,适用于不同格式的采样数据,对不完全数据亦可重建图像.还可以结合一些先验知识进行求解.可应用于工业检测、物探成像、天文成像等领域.其缺点主要是计算量大,收敛速度慢,难以重建大的图像. 计算机层析成像的重建问题,可离散化为线性方程组AF=P的求解问题,其中P是被采集的投影数据向量,A是投影系数矩阵,F是图像基函数.假设有M个投影数据,且重建的图像有N×N像素,则A为M行、N×N列矩阵.即使重建较小的图像,系数矩阵也是很大的,需要M×N×N个浮点数.A为大型稀疏矩阵,其非零元的个数约为2×M×N个浮点数.因此,想用代数重建算法重建中等或大的图像,必须寻找一种快速的投影系数矩阵实时计算方法. 其次,代数重建算法中迭代的收敛速度也是要解决的主要难点.初值的选取对收敛速度影响是很大的.如果选取的初值与原物体的密度分布较接近,迭代就容易满足收敛条件.传统的代数重建算法中,初值常选为零和某种平均值.在每次循环中都对N×N个图像值,进行逐线或逐点迭代修正.因此,需要大量计算时间,且收敛速度甚慢. 本文提出一种基于分块迭代的快速代数重建算法,其基本思想是采用对图像逐级分块,通过迭代使图像逐步细化,最终逼近于重建的图像.算法的实现过程如下:1.将重建图像按不同级别分块;2.根据块的大小,抽取投影数据,实时计算投影系数矩阵的非零元;3.对给定级图像块赋值,根据投影系数矩阵的非零元和阀值确定对哪些图像块的值进行修正:4.对给定级的图像块经一次循环迭代修正后,判断前后两次的图像是否满足该级迭代结束条件,满足时进入下一级块的迭代;最后一级块迭代满足条件后,块迭代结束.在每一级块迭代过程中,我们设计了求解系数矩阵非零元的快速计算方法,使得所需的系数矩阵的非零元可实时计算,而不必存贮. 利用X射线工业CT实采数据,我们对块迭代代数重建算法的测试结果表明:该方法重建速度快,重建图像精度高、伪影轻,并有较高的密度分辨率和空间分辨率.     

利用计算机断层成像方法由观测图像重建等离子体层全球密度分布——投影数据不完备问题

在用计算机断层成像方法由EUV观测图像重建等离子体层全球密度分布时,地球的遮挡和有限角度都会导致投影数据不完备,从而无法精确重建出等离子体层的密度分布.本文针对该问题,提出一种基于图像总变差极小化的代数迭代算法.通过重建等离子体层投影数据缺失最为严重的中心子午面,证明该算法能够显著提高重建图像的质量. 并且在IMAGE卫星仅能达到90°的有限投影角度下,此算法重建图像的相关系数可达0.760,而代数迭代算法的相关系数仅为0.696.     

ART算法中松弛因子对中子CT成像结果的影响研究

ART算法是CT重建迭代算法中重要和经典的算法,而松弛因子是ART算法中的重要参数。由建于绵阳的冷中子照相装置采集得到投影图像,本文研究了松弛因子对ART重建算法重建图像收敛速度的影响和对重建图像质量的影响,从兼顾质量和效率的角度出发,给出了松弛因子的选择范围,对中子CT成像迭代重建具有重要参考意义。      

基于不完备投影数据重建的四种迭代算法比较研究

在发射成像和穿透成像过程中,由于各种原因会造成投影数据不完备,若仍采用传统解析方法重建出的图像会产生伪影,而迭代算法则可以很好地改善图像质量。本文应用不同的迭代算法分别就真实标准线对测试卡的稀疏投影数据和有限角度投影数据进行重建,定量分析比较它们各自的优缺点,为几种迭代算法的工程或临床应用提供重要参考。     

多准则迭代卷积重建理论及实现

多准则迭代卷积重建是多目标决策下的Ｒａｄｏｎ变换求逆过程。我们从图像场的本质出发，设立反映图像场平滑性测度－熵函数、反映图像场的能量一平方范数及反映重建精度测试－投影响与重建图象的再投影之间的平方误差之和作为重建的三个性能测试。基于这些准则的多准则正则化方法是非适定图象重建一个有效的工具，从德国西门子公司实际ＣＴ投影数据的重建结果来看，多准则迭代卷积重建优于ＣＴ机用的卷积算法。     

多视角投影重建算法综述

本文主要论述了多视角投影重建的主要方法和思路.多视角问题是不完全投影数据重建的一个特例,也就是投影角度数远小于正常投影角度数的重建问题,比如正常投影数的十分之一或者二十分之一,所以也被称作稀松投影或者少量投影重建问题.由于问题的相似性,一些多视角投影重建的方法和思路来源于有限角度投影重建问题.多视角投影重建断层图像的算法主要有两种思路:一是基于投影数据恢复的方法,如通过插值、空间变换迭代等方法补全投影数据,另一种是通过在迭代过程对重建的图像加以限制,如先验条件、TV约束等.     

华北水氡异常与地震关系的Bayes判别分析

选取华北地区１９９０￣１９９８年８月较完整的水氡观测资料,笔者采用ｘ＾２统计检验法识别前兆异常,利用笔者建立的Ｂａｙｅｓ判别分析方法,对该地区水氡异常与中强震活动性的关系进行了内符检验和外推预测。在风险代价比Ｋｄｎ取４的情况下,内符检验的有震报准率ｃ为０．７１,预报占时率ｂ为０．３３,Ｒ值可达０．３８;外推有震报效率ｃ为０．５,时空占有率０．０５,Ｒ值为０．４５,能够正确预测１９９８年１月１０日张     

一种优化的图象重建外插算法

处理由不完全数据重建图象的方法之一是代数重建法。但是,代数重建法的一个不足是关于重建图象的收敛速度很慢;本文利用代数重建法有限次迭代的重建图象反映原图象的分布趋势和向原图象变化的这一特点,提出一种优化的图象重建外插算法。数值模拟结果表明,新算法在重建图象的收敛速度和质量方面均有改进。     

波前重建法折射成像及应用研究

根据实际工作需要对传统的地震折射资料解释方法的适用范围进行了讨论,指出了传统折射资料解释方法所存在的问题。采用重建波前的方法进行折射成像,通过改进震源函数,并在反演过程中使用有限差分技术解程函方程,进行波场外推,从根本上解决了传统折射资料解释方法存在的问题,计算精度高,速度快。通过理论模型和实际资料的对比计算和验证,效果良好。     

Geostatistical integration of near-surface geophysical data

Accurate statics calculation and near‐surface related noise removal require a detailed knowledge of the near‐surface velocity field. Conventional seismic surveys currently are not designed to provide this information, and 3D high‐resolution reflection/refraction acquisition is not feasible for large survey areas. Satellite images and vibrator plate attributes are dense low‐cost data, which can be used in spatially extrapolating velocities from sparse uphole data by geostatistics. We tested this approach in two different areas of Saudi Arabia and found that the optimal recipe depends on the local geology.     

三维波动方程有限差分正演方法

三维地震资料的处理和解释都需要有效的三维正演模型予以验证．本文提出一种在ｘ－ｔ域实现快速、高精度的有限差分正演方法，采用了独特的“平行四边形网格”，并用Ｐ－Ｒ交替差分格式使三维波动方程可以局部地分裂成二维求解方程，从而有效地减少运算量．     

BIBLIOGRAPHIE

Abstract

The available rainfall and runoff data from a given watershed and stream are usually of a limited number of years. The necessity and importance of extrapolating the given data for hydrological uses are obvious. In this paper, the runoff data from the Nestos River in Greece were used in order to obtain extreme values of runoff together with their corresponding frequencies and probabilities of occurence. The applied frequency analysis method is that of the normal frequency distribution method which is widely used in Statistics. It is shown that the available analytical criteria are sufficient to permit such treatment of the runoff data which show relatively small skew.     

Predicting effects of toxic chemicals in the marine environment

Ecological risks are typically characterized in risk assessment procedures by considering the ratio between exposure concentrations and critical effect concentrations. In OECD countries, critical effect concentrations are typically derived from laboratory-based ecotoxicity tests using well-defined protocols on a limited number of species. More and more countries in the tropics are adopting this approach in environmental assessment, protection, and management. In this article we consider a number of issues associated with such an approach, and in particular potential problems with extrapolating effects on individuals observed in laboratory-based ecotoxicological investigations to effects on ecosystems. It is hoped that by making explicit some of the assumptions made in the potential limitations of these tests, we can better target our limited resources to protect valuable and vulnerable systems.     

Velocity profiles and bed shear stress over various bed configurations in a river bend

Vertical velocity profiles measured over various bed configurations (plane beds, ripples, and dunes) in. the meandering River South Esk, Glen Clova, Scotland are presented on semilogarithmic paper. Local bed shear stress and roughness height are calculated from the lowermost parts of the profiles using the Karman-Prandtl law of the wall; these parameters, and the geometrical properties of the profiles, are related to the various bed configurations. A graphical model is used to identify profiles developed on specific regions of dune geometry, in order to discriminate those profiles that define bed shear effective in transporting sediment over dunes. An assessment is made of the errors involved in estimating local mean velocity from extrapolating the law of the wall to the water surface. A Darcy-Weisbach friction coefficient is related to bed configuration and local stream power.     

Joint multivariate statistical model and its applications to synthetic earthquake predic-tion

IntroductionSeismologistsinChinahaveestablishedmanyseismologicalmethodsandearthquakepredic-tionfactorsintheearthquakeforecastpracticesinthelastthirtyyears.Atpresent,morethanonehundredseismometricfactorsareusedinthemedium-termandmedium-short-termearthquakepredictions,suchastheb-valuetomirrorthestressstateandthedistributiondegreeofthemedium,themf-valuetoexpressiftheseismicactivityisincreasedornot(WANG,etal,1994),thequanti-tativeparameterA(b)todescribetheseismicactivitiesinadistrict(WU,CAO,19…     

Joint multivariate statistical model and its applications to the synthetic earthquake prediction

Considering the problems that should be solved in the synthetic earthquake prediction at present, a new model is proposed in the paper. It is called joint multivariate statistical model combined by principal component analysis with discriminatory analysis. Principal component analysis and discriminatory analysis are very important theories in multivariate statistical analysis that has developed quickly in the late thirty years. By means of maximization information method, we choose several earthquake prediction factors whose cumulative proportions of total sample variances are beyond 90% from numerous earthquake prediction factors. The paper applies regression analysis and Mahalanobis discrimination to extrapolating synthetic prediction. Furthermore, we use this model to characterize and predict earthquakes in North China (30°～42°N, 108°～125°E) and better prediction results are obtained.