关键词： 偏微分方程   水平集   图像去噪   图像分割   AOS算法  

摘要： 本文主要针对尿沉渣显微细胞图像处理中的去噪和分割问题,研究了几种基于偏微分方程的数学模型,提出了一种新的保持拓扑结构的图像分割模型并给出了快速稳定的数值算法。我们首先分析了几种图像去噪模型的特点,针对ROF去噪模型,重新构造了基于AOS框架的快速算法并给出了数值实验结果。针对图像分割问题,我们研究了一类活动轮廓模型,首先分析了经典的Snake模型,介绍了水平集(Level Set)方法的基本思想,研究了C-V模型、无初始化的水平集模型、几何活动轮廓模型和测地线活动轮廓模型,分析了每种模型的特点,针对几种基于变分方法的分割模型,利用G(a|^)teaux导数方法推导了其所对应的Euler-Lagrange方程,构造每个模型的快速稳定数值算法,给出了这些模型应用于尿沉渣显微细胞图像的实验结果。最后,我们提出了一种在曲线演化过程中,能够保持其拓扑结构不变的图像分割模型,构造了快速数值算法,并给出了实验结果。

关键词： 公交网络   矩阵运算   层次结构模型   最佳乘车方案  

摘要： 在当今城市中，公共交通起着越来越重要的作用。公交线路网络的规模在不断扩大,一些城市建立了公交信息查询系统。智能公交信息查询系统的核心是线路选择的模型和算法。乘客选择出行路径时，通常考虑换乘次数、乘车距离、时间、费用、公交车类型等多种因素，公交查询系统应满足乘客的多种乘车需求。本文针对此实际问题，提出解决该问题有效的数学模型和算法。 层次分析法是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法。本文基于层次分析法，建立了一个以最佳出行方案为目标的公交查询系统的数学模型。采用0-1矩阵等表示公交网络图，分别建立换乘模型、出行时间模型、出行费用模型，这三个单因素模型。并且以换乘次数、出行时间、出行费用为准则，对任意两站点的线路进行综合排序，根据权重的不同，选择权重最大的线路作为最佳乘车线路。该模型能够很好地模拟乘客的乘车心理，随时建立目标层到准则层及准则层到方案层的一系列的判断矩阵，对出行路线进行综合排序，最后给出满足多种要求的最佳出行方案。 本文以公交汽车线路为标准线路，若添加地铁系统时，可将地铁线路、地铁站与公交站间的线路都当作新增的线路来考虑。本文重新考虑这些线路的费用与时间，得到统一的模型。公交车类型可以在乘车费用上加以区别。 分别按照换乘次数、出行时间、出行费用这三个单因素，搜索出任意两地间的n条候选路线，根据乘客的乘车心理，建立目标层对准则层的1个三阶的判断矩阵,通过应用层次分析法的算法计算得到关于换乘次数、出行时间、出行费用的权向量。根据这n条路线关于三个准则的特点，再生成3个n阶成对比较的判断矩阵，构造算法,计算出n条路线的组合权向量。比较组合权向量分量的大小，其中最大分量对应的路线为最佳乘车路线。 本文的模型和算法的优点在于通过建立判断矩阵，很好地模拟乘客的乘车心理，根据计算得到的组合权向量，比较其中分量的大小，选择出最佳乘车方案。这比单一地按照乘客的某一需求给候选路线排序，更具综合性，可满足人们的多种乘车需求。

关键词： 网络游戏   数学期望   概率类产品  

摘要： 自网络游戏诞生以来,出于对游戏趣味性的考虑,会在游戏规则设计中引入随机规则。这种随机规则的本质是给某些事件一些概率,通过不同的事件组合方式来设计游戏规则。就目前网络游戏中,比较流行概率类产品进行研究。

关键词： constrained optimal control   mathematical programs with complementarity constraints   MPEC   MPCC   Moreau-Yosida regularization   semismooth Newton method   C- and strong stationarity  

摘要： An optimal control problem governed by an elliptic variational inequality is studied. The feasible set of the problem is relaxed, and a path-following-type method is used to regularize the constraint on the state variable. First order optimality conditions for the relaxed-regularized subproblems are derived, and convergence of stationary points with respect to the relaxation and regularization parameters is shown. In particular, C- and strong stationarity as well as variants thereof are studied. The subproblems are solved by using semismooth Newton methods. The overall algorithmic concept is provided, and its performance is discussed by means of examples, including problems with bilateral constraints and a nonsymmetric operator.

关键词： 图像识别   特征提取   核函数学习算法   核主成分分析   支持向量机  

摘要： 纤维成分自动识别是涉及图像处理、人工智能多个领域的研究课题。鉴于传统纤维检测方法存在诸多弊端以及计算机图像处理技术的不断发展,纤维自动识别的研究工作有了很大的进展。但计算机自动识别纤维依旧是一个比较复杂的问题。国内外将计算机图像技术应用于纤维识别的研究还比较少,很多问题尚待解决。本课题为全国百篇优秀博士学位论文作者专项资金资助项目和教育部留学回国人员科研启动基金资助项目。结合了上海市出入境检验检疫局的纺织品和纤维检验的实际需求。课题研究的重点是棉、麻等天然纤维素纤维和各种异形纤维的显微图像的计算机自动识别。该课题已通过国家商检总局的项目鉴定。本文的研究重点是该课题中的异形纤维显微图像的计算机自动识别。 由于纤维样本的制作工艺与拍摄条件的限制,纤维截面图像的质量较差,常规的识别方法往往无能为力。核函数学习算法是在上个世纪九十年代提出的,近些年得到了飞速发展,是当前国际国内的研究热点之一,是国际上非常热门的前沿研究领域,在科技界引起了广泛的关注和高度的重视。支持向量机、核主成分分析作为其代表性算法,在模式识别、序列分析、故障检测等领域取得了成功。但是其在纺织领域的应用几乎为空白,本文首次尝试引入核主成分析算法与支持向量机算法到纺织品的自动识别领域。 论文提出了基于核主成分分析与支持向量机相结合的异形纤维识别算法,并成功应用到异形纤维显微图像自动识别中。论文提出的算法是以单个异形纤维截面的灰度图像作为算法的输入,核主成分分析作为图像特征提取算法,然后将提取得到的特征参数作为支持向量机的输入,最后由支持向量机输出分类结果。核主成分分析,直接从原始的灰度图像提取高阶统计信息,受图片质量的影响较小。支持向量机则提供了一种稳定、泛化能力强的分类器。论文讨论了系统的组成模块和功能。然后,以该系统为基础,对三种核函数进行了对比实验。实验表明了,多项式核函数优于径向基核函数与感知器核函数。同时,通过实验分析了,特征参数维数的选择对于系统识别性能的影响。 论文首次将核主成分分析与支持向量机的研究引入到纺织品的自动识别领域。针对质量较差的异形纤维显微图像的识别取得了不错的效果。对异形纤维自动识别技术的后续研究提供了一种新的思路。

ISBN: (纸本)9787121094279

关键词： 图像分割   Otsu理论   数学形态学   阈值  

摘要： 图像分割是计算机视觉领域的一个重要而基本的问题；是图像处理、分析和理解等领域中的一项关键技术。图像分割的研究一直都是图像处理技术研究中的热点和焦点之一。图像分割的算法层出不穷,在计算机视觉、模式识别和医学图像处理等实际中得到了广泛的应用。 阈值图像分割方法是最常用的图像分割方法。它通过选取阈值将图像分为目标和背景两部分,其关键技术是阈值的选取。最大类间方差(Otsu)法是常用的阈值图像分割方法之一,基于直方图,通过考虑图像的灰度信息选取阈值。但是在图像信噪比低,灰度差异不明显,目标面积小等情况下,该算法效率会随之下降,甚至会产生错误的分割。 针对Otsu分割算法的不足,根据不同军事目标红外图像的不同特点采用了不同的分割方法与之结合,提出了改进Otsu算法。新算法不仅考虑图像的灰度信息,而且还考虑领域空间的相关信息的特点来保证图像分割精度,然后针对分割结果的空洞利用了数学形态学进行了处理,以达到最好的效果。 文中对改进算法的有效性进行了实验,实验结果表明,新算法可行、可靠,达到了理想的分割效果,实现了比传统方法更快速、稳定的图像分割。

关键词： Programming and algorithmic languages   Geometric planes and solids  

摘要： Purpose - The purpose of this paper is to present a new method for the detection and resolution of the contact point between two ellipsoids. Numerical simulations of ellipsoidal particles in a rotary cylinder are also presented. Desigri/methodology/approach - An algebraic condition is developed for the internal contact between two ellipsoids and an efficient contact detection algorithm for overlapping ellipsoids is implemented. Findings - This method was found to have the advantages of effectiveness and speed in the detection and resolution of the contact point. Originality/value - The dynamics of granular materials are of great importance in many industries dealing with powders and grains, such as pharmaceutical, chemical, and food industries. The main difficulty of such simulations is the excessive CPU time required for a large number of particles. In the discrete element method, contact detection between grains is the most expensive step in solving a nonlinear system for determination of the contact point, the normal vector and the overlap distance between ellipsoids. The numerical behavior and the optimization of the new algorithm presented in this paper are important also.

关键词： 华人   计算机   数学专家   教授   算法   美国   能源  

关键词： 聚类算法   障碍约束   数学形态学  

摘要： 该文提出了一种基于数学形态学的带障碍约束的聚类算法。通过数学形态学的膨胀运算,进行连通区域的寻找,同时借助于进行膨胀运算的结构元素,确定障碍物与连通区域是否相交。算法与DBCluC算法不同的是:通过结构元素,大大减少了需要进行相交判断的点的数量,具有较高的时间效率。