欠定盲源分离的稀疏分量分析方法

分析了解决欠定盲源分离问题的稀疏分量分析方法,通过聚类算法得到混合矩阵的估计,通过优化算法恢复源信号。总结了各种实现"聚类"和"优化"的具体方法,论述了欠定盲源分离和稀疏分量分析、压缩传感之间的紧密联系,对欠定盲源分离进行了展望。     

基于LIC的海流动态模拟与可视化

线积分卷积(LIC)方法是一种针对矢量场数据的可视化技术,本文主要研究了LIC方法应用于海洋流场的可视化质量改进问题。主要包括以下几点改进:根据海流运动方向改变稀疏背景噪声的指向以使流线变得更加细长明亮;针对稀疏噪声中海流变化剧烈的区域流线会出现分叉的问题,采用忽略稀疏背景噪声流线追踪时非主流线部分的纹理点的积分计算方法来解决此问题,同时可以省去不必要纹理点的积分计算的开支,加快显示速度;采用赋予海流随机的初始相位的方法来解决稀疏噪声循环动画突兀的问题;通过流线的运动速度快慢或者流线的颜色来表示海流速度大小;通过对海流数据进行插值并改善边界流线追踪条件的方法可形成完整细致的全球海流图像。实验结果表明,该方法可以生成纹理对比强烈、细节清晰、动画连贯的高质量海流运动图像,具有良好的可视化效果。     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的线性时变SDOF系统参数识别

对于参数时变的SDOF系统,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的参数识别方法。该方法能将SDOF系统的强迫振动响应自适应地分解为稳态响应和瞬态响应。从系统的稳态响应可得到外部激振力的频率估计;对系统的瞬态响应用多尺度线调频基稀疏信号分解方法进一步分解,可得到系统的瞬时频率估计,进而可得到系统的刚度和阻尼,从而实现对SDOF系统的参数识别。刚度线性变化、刚度突变与刚度周期缓变3种情况下的参数识别仿真算例表明,本文方法能有效识别线性时变SDOF系统参数,具有重要的工程应用价值。     

应用稀疏非负矩阵分解聚类实现高光谱影像波段的优化选择

针对高光谱影像数据高维性、高度相关性和冗余性等特点,提出应用稀疏非负矩阵分解聚类实现高光谱影像波段的优化选择。通过稀疏非负矩阵分解方法对高光谱影像进行稀疏化表示,同时顾及其可聚类的特性,在保留所选波段物理意义的基础上,得到波段选择后的高光谱影像降维数据。通过该方法对PHI-3高光谱影像进行波段选择的试验分析,应用聚类特征有效性分析波段聚类结果,并采用波段子集的信息量、相关性和可分性3类评价指标来验证方法的效果。最终,从运行效率和分类精度两方面证明了基于无监督聚类的稀疏非负矩阵分解对高光谱影像的波段选择的实用性。     

Robust partitioned block preconditioners for large‐scale geotechnical applications with soil–structure interactions

Soil–structure interaction problems are commonly encountered in geotechnical practice and remarkably characterized with significant material stiffness contrast. When solving the soil–structure interaction problems, the employed Krylov subspace iterative method may converge slowly or even fail, indicating that the adopted preconditioning method may not suit for such problems. The inexact block diagonal preconditioners proposed recently have been shown effective for the soil–structure interaction problems; however, they haven't been exploited to full capabilities. By using the same partition strategy according to the structure elements and soil elements, the partitioned block symmetric successive over‐relaxation preconditioners or partitioned block constraint preconditioners are proposed. Based on two pile‐group foundation problems and a tunnel problem, the proposed preconditioners are evaluated and compared with the available preconditioners for the consolidation analysis and the drained analysis, respectively. In spite of one additional solve associated with the structure block and multiplications with off‐diagonal blocks in the preconditioning step, numerical results reveal that the proposed preconditioners obviously possess better performance than the recently developed inexact block preconditioners. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

面向对象的多尺度加权联合稀疏表示的高空间分辨率遥感影像分类

针对高空间分辨率遥感影像中的地物具有多尺度特性,以及各个尺度的对象特征对地物分类精度的影响具有较强的尺度效性,并结合面向对象影像分析方法和多尺度联合稀疏表示方法在高空间分辨率遥感影像分类中的各自优点,提出了一种面向对象的多尺度加权稀疏表示的高空间分辨率遥感影像分类算法。首先,采用多尺度分割算法获得多尺度分割结果并提取对象的多尺度特征;然后,根据影像对象的多尺度分割质量测度计算各尺度的对象权重,构建面向对象的多尺度加权联合稀疏表示模型;最后,采用2个国产GF-2高空间分辨率遥感数据集和1个高光谱-高空间分辨率航空遥感数据集（WashingtonD.C.数据）验证该算法的有效性。试验结果表明,与SVM、像素级稀疏表示、单尺度和多尺度对象级稀疏表示和深度学习等算法相比较,本文算法获得了较高的OA和Kappa分类精度,提高了各个尺度地物的分类精度,有效抑止了地物分类结果中的椒盐噪声现象,同时保持大尺度地物的区域性和小尺度地物的细节信息。     

ParCYCLIC: finite element modelling of earthquake liquefaction response on parallel computers

This paper presents the computational procedures and solution strategy employed in ParCYCLIC, a parallel non‐linear finite element program developed based on an existing serial code CYCLIC for the analysis of cyclic seismically‐induced liquefaction problems. In ParCYCLIC, finite elements are employed within an incremental plasticity, coupled solid–fluid formulation. A constitutive model developed for simulating liquefaction‐induced deformations is a main component of this analysis framework. The elements of the computational strategy, designed for distributed‐memory message‐passing parallel computer systems, include: (a) an automatic domain decomposer to partition the finite element mesh; (b) nodal ordering strategies to minimize storage space for the matrix coefficients; (c) an efficient scheme for the allocation of sparse matrix coefficients among the processors; and (d) a parallel sparse direct solver. Application of ParCYCLIC to simulate 3‐D geotechnical experimental models is demonstrated. The computational results show excellent parallel performance and scalability of ParCYCLIC on parallel computers with a large number of processors. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

遥感影像超分辨率重建的字典学习类算法

近年来基于字典学习的超分辨率重建技术已成为图像处理领域的研究热点,相比基于重建的超分辨率方法,基于学习的方法充分利用了先验知识,在放大倍数较高时,仍可取得较好的效果,因此被公认为一种非常有前途的方法。本文对国内外已有的基于字典学习的超分辨率重建方法进行了系统研究,梳理了3种基于字典学习超分重建算法的基本原理及优缺点。此外,本文根据遥感影像的特点,使用同一数据源进行字典学习,利用不同字典学习算法分别生成高、低联合字典对,采用不同尺寸大小及缩放倍数的测试图像,进行超分辨率重建,对各种算法的重建性能、鲁棒性和复杂度进行综合分析,进一步研究了各种算法对遥感影像不同应用需求的适用性。     

大范围点质量模型快速构建方法研究

针对大范围点质量模型构建中遇到的大型线性方程解算的难题,提出基于窗口控制的残差点质量模型构建方法。将点质量模型由原来的稠密线性方程转化为稀疏线性方程,并在普通计算机上完成112 896阶稀疏线性方程的求解。以空中扰动引力计算为例,与传统的点质量模型和位系数模型的计算结果进行比较。结果表明,该方法能够在保证计算精度的同时有效扩大解算范围,提高解算效率。