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基于加权移位Grünwald-Letnikov公式的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分方法
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作者 陈奥 陈雪娟 朱小娟 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期740-746,共7页
[目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]... [目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]时间方向上对时间分数阶R-L积分项利用二阶加权移位的Grünwald-Letnikov(SWGL)公式逼近,并结合Crank-Nicolson(C-N)格式进行离散,空间方向上采用紧差分方法进行离散,从而得到基于SWGL公式的全离散数值格式,并使用能量方法证明了该数值格式的无条件稳定性和收敛性.[结果]该数值解法在时间方向上具有二阶精度,在空间方向上具有四阶精度.最后借助数值算例验证了方法的可行性和有效性.[结论]本文基于SWGL公式建立的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分格式,为求解工程领域中含有分数阶积分项的物理模型提供了一种有效的高精度的数值解法. 展开更多
关键词 时间分数阶抛物型积分微分方程 时间分数阶Riemann-Liouville积分 加权移位的Grünwald-letnikov公式 CRANK-NICOLSON格式 紧差分格式
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利用Grümwald-Letnikov分数阶方向导数的图像增强方法 被引量:12
2
作者 牛为华 孟建良 +1 位作者 崔克彬 王琳倩 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期129-137,共9页
针对传统图像增强过程中存在丢失细节且容易出现欠增强或过增强的不足,提出一种基于Grümwald-Letnikov分数阶方向导数的图像增强方法 .该方法利用基本分数阶微积分的形式,根据数字图像的自相关性将Grümwald-Letnikov分数阶微... 针对传统图像增强过程中存在丢失细节且容易出现欠增强或过增强的不足,提出一种基于Grümwald-Letnikov分数阶方向导数的图像增强方法 .该方法利用基本分数阶微积分的形式,根据数字图像的自相关性将Grümwald-Letnikov分数阶微分与方向导数相结合,定义了新的微分增强模板系数,构造了各个方向的分数阶微分卷积模板,并将其应用于图像增强.实验结果表明,文中方法在对图像高频信息进行提升的同时能够有效地提升图像的中低频信息,使得图像的纹理细节得到增强,特别是边缘信息更加突出,图像的清晰度及信息熵等图像质量指标有明显的提高,增强后图像的视觉效果良好. 展开更多
关键词 Grümwald-letnikov微分 方向导数 图像增强 微分卷积模板 边界点
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高阶逼近Grünwald-Letnikov分数阶加权系数的快速算法 被引量:5
3
作者 王怡丹 袁晓 《信息技术》 2020年第5期78-82,86,共6页
文中提出三种求解高阶逼近任意运算阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的快速算法,表述了算法的实现原理及对应的推导公式,并对其进行运行时间统计和计算复杂度分析。与幂级数展开法、卷积计算法、复化Simpson数值逼近法和IFF... 文中提出三种求解高阶逼近任意运算阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的快速算法,表述了算法的实现原理及对应的推导公式,并对其进行运行时间统计和计算复杂度分析。与幂级数展开法、卷积计算法、复化Simpson数值逼近法和IFFT相比,快速算法可以在误差允许的范围内,降低求解Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的计算复杂度,从而提高执行效率。 展开更多
关键词 分数阶微分 Lubich生成函数 Grünwald-letnikov系数 高阶逼近 计算复杂度
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由Grünwald-Letnikov定义所得的一种解分数阶方程的数值方法
4
作者 张亚平 《邵阳学院学报(自然科学版)》 2008年第3期14-16,共3页
本文给出了分数阶导数的几种定义,由Grünwald-Letnikov定义导出了求解分数阶Bagley-Torvik方程的有效的数值方法.
关键词 Grünwald—letnikov定义 Raemann—Liouville定义 分数阶Bagley—Torvik方程 分数格林函数 数值方法
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Mathematical Modeling of Leukemia within Stochastic Fractional Delay Differential Equations
5
作者 Ali Raza Feliz Minhós +1 位作者 Umar Shafique Muhammad Mohsin 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 2025年第6期3411-3431,共21页
In 2022,Leukemia is the 13th most common diagnosis of cancer globally as per the source of the International Agency for Research on Cancer(IARC).Leukemia is still a threat and challenge for all regions because of 46.6... In 2022,Leukemia is the 13th most common diagnosis of cancer globally as per the source of the International Agency for Research on Cancer(IARC).Leukemia is still a threat and challenge for all regions because of 46.6%infection in Asia,and 22.1%and 14.7%infection rates in Europe and North America,respectively.To study the dynamics of Leukemia,the population of cells has been divided into three subpopulations of cells susceptible cells,infected cells,and immune cells.To investigate the memory effects and uncertainty in disease progression,leukemia modeling is developed using stochastic fractional delay differential equations(SFDDEs).The feasible properties of positivity,boundedness,and equilibria(i.e.,Leukemia Free Equilibrium(LFE)and Leukemia Present Equilibrium(LPE))of the model were studied rigorously.The local and global stabilities and sensitivity of the parameters around the equilibria under the assumption of reproduction numbers were investigated.To support the theoretical analysis of the model,the Grunwald Letnikov Nonstandard Finite Difference(GL-NSFD)method was used to simulate the results of each subpopulation with memory effect.Also,the positivity and boundedness of the proposed method were studied.Our results show how different methods can help control the cell population and give useful advice to decision-makers on ways to lower leukemia rates in communities. 展开更多
关键词 Leukemia disease stochastic fractional delayed model stability analysis Grunwald letnikov Nonstandard Finite Difference(GL-NSFD) computational methods
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基于平均法的余弦激励分数阶振子系统动力学分析
6
作者 师玮 郭蓉 +3 位作者 解加全 张彦杰 王涛 黄庆学 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期623-641,共19页
提出了一种求解余弦激励下分数阶振子系统位移响应的解析和数值算法。其中解析方法是用平均法来求出系统的稳态响应解和瞬态响应解,总位移响应解即为稳态解和瞬态解的总和。提出一种数值方法,利用Grunwald-Letnikov分数阶导数的定义将... 提出了一种求解余弦激励下分数阶振子系统位移响应的解析和数值算法。其中解析方法是用平均法来求出系统的稳态响应解和瞬态响应解,总位移响应解即为稳态解和瞬态解的总和。提出一种数值方法,利用Grunwald-Letnikov分数阶导数的定义将系统中的分数阶微分项进行离散化处理,降低了原系统阶数。在一般的周期激励下,系统的近似响应解可以采用傅里叶级数展开法和线性系统叠加原理得到。最后,利用数值模拟对所提方法的有效性和可行性进行了验证,并对分数阶阶次、线性阻尼系数和分数阶导数系数对系统稳态响应振幅和总位移响应的影响进行了分析。 展开更多
关键词 平均法 分数阶振子系统 Grunwald-letnikov分数阶导数 位移响应
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时空分数阶扩散方程的高效数值算法研究
7
作者 向丽 曹俊英 王自强 《贵州科学》 2024年第1期62-65,共4页
在时间上使用Caputo型分数阶导数,在空间上使用Riemann-Liouville型分数阶导数,研究时空分数阶扩散方程的高效数值算法。首先,在时间上使用了一个一致收敛的高阶数值离散格式和在空间上利用移位的Grünwald-Letnikov公式进行离散;其... 在时间上使用Caputo型分数阶导数,在空间上使用Riemann-Liouville型分数阶导数,研究时空分数阶扩散方程的高效数值算法。首先,在时间上使用了一个一致收敛的高阶数值离散格式和在空间上利用移位的Grünwald-Letnikov公式进行离散;其次,分析离散化代数方程组的系数矩阵结构,利用快速Fourier变换和GMRES迭代法建立求解时空分数阶的快速计算方法;最后,给出的数值结果表明,本文的数值格式是有效的。 展开更多
关键词 Grünwald-letnikov公式 Riemann-Liouville分数阶导数 Toeplitz类矩阵
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结合分数阶微分和Canny算子的边缘检测 被引量:25
8
作者 张桂梅 孙晓旭 +1 位作者 陈彬彬 刘建新 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2016年第8期1028-1038,共11页
目的传统的边缘检测算法对于具有分形结构等复杂纹理的图像和弱边缘图像检测精度较低。方法针对该问题,将Grünwald-Letnikov(G-L)分数阶微分引入到Canny算子中,设计了一种新的基于G-L定义的分数阶微分掩模,在分数阶阶次的选取上更... 目的传统的边缘检测算法对于具有分形结构等复杂纹理的图像和弱边缘图像检测精度较低。方法针对该问题,将Grünwald-Letnikov(G-L)分数阶微分引入到Canny算子中,设计了一种新的基于G-L定义的分数阶微分掩模,在分数阶阶次的选取上更灵活(阶次可取正数和负数),分析了分数阶微分掩模中的参数与边缘检测精度之间的关系,并引用了3种评价指标来评定算法的性能。结果将G-L分数阶梯度代替Canny中传统的梯度算子,不但可以增强图像的细节信息,而且可以增强灰度均匀和弱纹理区域的梯度信息,从而提高了边缘检测的精度和稳定性;设计了一种新的基于G-L定义的分数阶微分掩模,该掩模在分数阶阶次的选取上更灵活,具有差分方向可调性,其应用范围更广;并通过实验给出了边缘检测精度与模板参数之间的关系,从而为最佳模板参数的选取提供了依据。用综合图像和真实图像进行了实验,并与传统的5种边缘检测算子和3种基于分数阶微分的边缘检测算法进行比较,从检测精度,检测效率和抗噪性能3方面验证本文算法性能,大量的实验结果表明,本文算法在检测精度,检测效率和抗躁性能方面都有较大的提升。结论理论分析和实验结果均表明,该算法可用于检测图像中的纹理细节和弱边缘,且检测精度和稳定性都有明显的提高,本文算法是Canny算法应用的一个重要延伸。 展开更多
关键词 边缘 边缘检测 Grtinwald-letnikov分数阶 分数阶微分 CANNY算子 纹理图像 弱边缘
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解分数阶Bagley-Torvik方程的一种计算有效的数值方法 被引量:13
9
作者 沈淑君 刘发旺 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期306-311,共6页
给出分数阶Bagley Torvik方程解的存在性和惟一性,导出了用格林函数表示分数阶Bagley Torvik方程的解析解.利用Riemann Liouville定义和Gr櫣nwald Letnikov定义之间的关系,提出了求解分数阶Bagley Torvik方程的一种更有效的数值方法.最... 给出分数阶Bagley Torvik方程解的存在性和惟一性,导出了用格林函数表示分数阶Bagley Torvik方程的解析解.利用Riemann Liouville定义和Gr櫣nwald Letnikov定义之间的关系,提出了求解分数阶Bagley Torvik方程的一种更有效的数值方法.最后给出数值例子. 展开更多
关键词 分数阶 Bagley-Torvik方程 Riemann-Liouville定义 Gruenwald-letnikov定义 数值方法
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一种新的基于自适应分数阶的活动轮廓模型 被引量:10
10
作者 张桂梅 徐继元 刘建新 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1045-1056,共12页
区域可调拟合(region scalable fitting,RSF)活动轮廓模型在分割弱纹理、弱边缘图像时,优化易陷入局部极小导致曲线演化速度缓慢;同时该模型中的局部拟合项为高斯核函数,导致目标的边界模糊,影响分割精度.针对该问题,提出了一种基于自... 区域可调拟合(region scalable fitting,RSF)活动轮廓模型在分割弱纹理、弱边缘图像时,优化易陷入局部极小导致曲线演化速度缓慢;同时该模型中的局部拟合项为高斯核函数,导致目标的边界模糊,影响分割精度.针对该问题,提出了一种基于自适应分数阶的活动轮廓模型,用于图像的分割.首先将全局G-L(Grünwald-Letnikov)分数阶梯度融合到RSF模型中,以增强灰度不均匀和弱纹理区域的梯度信息,从而提高对曲线初始位置选择的鲁棒性,并提高了图像分割的精度和速度;然后用双边滤波函数替换局部拟合项中的高斯核函数,解决了高斯核函数在演化过程中造成的边界模糊问题;最后根据图像的梯度模值和信息熵构建自适应分数阶阶次的数学模型,并计算出最佳分数阶阶次.理论分析和实验结果均表明:提出的算法可以用于灰度不均匀和弱纹理、弱边缘区域的图像分割,并能根据图像的特征自适应计算最佳分数阶阶次,避免曲线演化陷入局部最优.用多幅图像进行实验,得出该方法的分割精度和分割效率都有较大提高. 展开更多
关键词 Grünwald-letnikov分数阶 自适应分数阶 RSF模型 活动轮廓模型 图像分割
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引入分数阶微分的局部高斯分布拟合能量模型 被引量:6
11
作者 储珺 余佳佳 +1 位作者 缪君 张桂梅 《模式识别与人工智能》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期409-419,共11页
局部高斯分布拟合能量(LGDF)模型缺乏全局信息,对初始轮廓曲线选取较敏感,特别在分割弱边缘和弱纹理区域图像时,容易陷入局部极值,对噪声的鲁棒性不好.针对上述问题,文中提出引入分数阶微分的LGDF模型.在LGDF模型中引入全局的Grümw... 局部高斯分布拟合能量(LGDF)模型缺乏全局信息,对初始轮廓曲线选取较敏感,特别在分割弱边缘和弱纹理区域图像时,容易陷入局部极值,对噪声的鲁棒性不好.针对上述问题,文中提出引入分数阶微分的LGDF模型.在LGDF模型中引入全局的Grümwald-Letnikov(G-L)分数阶梯度拟合项,增强弱边缘和弱纹理区域的梯度信息,提高对初始轮廓曲线和噪声的鲁棒性.采用自适应权重函数确定全局项和局部项的系数,提高对灰度不均匀图像的分割效率和分割精度.根据图像的梯度模值、信息熵和对比度构建自适应分数阶阶次的函数,提高分割效率.理论分析和实验均表明,文中模型可以用于灰度不均匀、弱纹理、弱边缘图像的分割.合成图像和真实图像的实验表明文中模型可以提高图像的分割精度和效率. 展开更多
关键词 图像分割 活动轮廓模型 Grümwald-letnikov分数阶微分 局部高斯分布拟合能量(LGDF)模型
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双边空间分数阶对流-扩散方程的一种有限差分解法 被引量:13
12
作者 苏丽娟 王文洽 《山东大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期26-29,共4页
给出双边空间分数阶对流-扩散方程的一种隐式有限差分解法。并证明了这种方法的相容性,无条件稳定性,以及由此得出的收敛性。最后给出数值例子,并对方程的数值解和精确解进行比较。
关键词 双边空间分数阶对流-扩散方程 移位Grnwald-letnikov公式 有限差分法 稳定性分析
原文传递
Riesz分数阶反应-扩散方程数值近似的稳定性与收敛性分析 被引量:5
13
作者 陈景华 刘发旺 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期466-469,共4页
分数阶微分方程可以用来模拟工程,物理,生物等科学领域中的许多现象,然而分数阶微分方程的数值方法与理论分析是一项困难的事,其理论分析与经典的数值方法之间有很大的差异.本文考虑一个Riesz分数阶反应-扩散方程.这个方程是将一般的反... 分数阶微分方程可以用来模拟工程,物理,生物等科学领域中的许多现象,然而分数阶微分方程的数值方法与理论分析是一项困难的事,其理论分析与经典的数值方法之间有很大的差异.本文考虑一个Riesz分数阶反应-扩散方程.这个方程是将一般的反应-扩散方程的二阶导用Riesz导数来替换.利用Riemann-Liouville定义和Grünwald-Letnikov定义之间的关系,我们提出了一个显示的数值近似,同时讨论了稳定性与收敛性,并给出数值例子. 展开更多
关键词 Riesz反应-扩散方程 分数阶导数 Riemann-Liouville Grünwald-letnikov 稳定性 收敛性
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一维对称空间分数阶对流弥散方程的数值解 被引量:2
14
作者 李新洁 李功胜 贾现正 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2011年第2期52-55,共4页
探讨了有限区域上一维对称的空间分数阶对流弥散方程的数值求解问题.基于Grunwald-Letnikov分数阶导数的定义,推导了一个有限差分格式,并讨论了分数微分阶数、弥散系数及平均流速对数值解的影响.
关键词 分数阶对流弥散方程 Grunwald-letnikov分数阶导数 有限差分 数值解
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Lévy-Feller对流-扩散过程
15
作者 刘青霞 刘发旺 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期171-174,共4页
考虑Lévy-Feller对流-扩散过程,应用Laplace和Fourier变换及其逆变换导出了用格林函数表示的Lévy-Feller对流-扩散方程的解析解,结果中去掉对流项的特殊情况与Mainardi等的研究结果是一致的.利用Riesz-Feller,Riemann-Li-ouvi... 考虑Lévy-Feller对流-扩散过程,应用Laplace和Fourier变换及其逆变换导出了用格林函数表示的Lévy-Feller对流-扩散方程的解析解,结果中去掉对流项的特殊情况与Mainardi等的研究结果是一致的.利用Riesz-Feller,Riemann-Li-ouville和Grünwald-Letnikov分数阶导数之间的关系,按照Grünwald-Letnikov定义对Riesz-Feller分数阶导数进行离散,得到了近似Lévy-Feller对流-扩散方程的一种两层的有限差分格式.最后,对上述的两层有限差分格式在一定条件下进行了离散随机游走的解释. 展开更多
关键词 Lévy-Feller对流-扩散方程 Riesz-Feller Ricmann-Liouville Grünwald-letnikov 分数阶导数 离散随机游走模型
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基于分数阶微分的盐渍土电导率高光谱估算研究 被引量:14
16
作者 田安红 赵俊三 +2 位作者 张顺吉 付承彪 熊黑钢 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期599-607,共9页
传统电导率的反演模型采用整数阶微分(1阶或2阶)的预处理方法,忽略位于分数阶微分处的高光谱反射率信息。因此,本研究提出一种基于分数阶微分的盐渍土电导率高光谱估算方法,以新疆昌吉回族自治州境内的盐渍化土壤为研究靶区,于2017年5... 传统电导率的反演模型采用整数阶微分(1阶或2阶)的预处理方法,忽略位于分数阶微分处的高光谱反射率信息。因此,本研究提出一种基于分数阶微分的盐渍土电导率高光谱估算方法,以新疆昌吉回族自治州境内的盐渍化土壤为研究靶区,于2017年5月采集0~20 cm的表层土壤样品,利用FieldSpec?3 Hi-Res光谱仪测量盐渍土的野外高光谱,并在实验室化验土壤的电导率理化参数。在Matlab 2019a软件中编程实现0阶-2.0阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分计算(阶数间隔为0.1)。分析土壤高光谱与电导率的相关系数曲线在21种微分处的变化规律,选择每阶微分的最大相关系数大于0.5时对应的波长为敏感波长,采用逐步多元线性回归模型对电导率进行预测。结果表明:分数阶微分预处理方法能够把相关系数曲线位于不同分数阶时的变化细节呈现出来,在全波段范围内出现更多的波峰和波谷信息。电导率的8个敏感波长为400 nm、418 nm、567 nm、1667 nm、2132 nm、2193 nm、2257 nm和2258 nm。估算电导率的最佳模型位于分数阶1.5阶,其验证集的RPD值为1.99,R2为0.81,RMSE为1.08,该模型因RPD值大于1.8对电导率的估算能力好。本研究探索了电导率在不同分数阶微分处的差异信息,为电导率的估算提供一种新的研究思路,对新疆干旱区盐渍土的改良提供了科学可靠的依据。 展开更多
关键词 盐渍土 电导率 Grünwald-letnikov分数阶微分 敏感波长 野外高光谱
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时间分布阶反常扩散方程的解析解
17
作者 郑达艺 张洁 《宁德师范学院学报(自然科学版)》 2020年第3期231-234,共4页
证明了Grünwald-Letnikov型分数阶导数的拉普拉斯变换性质,利用拉普拉斯及逆变换求解Grünwald-Letnikov型时间分布阶反常扩散方程边值问题的解析解;利用拉普拉斯变换和傅里叶变换及逆变换求解Caputo型时间分布阶反常扩散方程... 证明了Grünwald-Letnikov型分数阶导数的拉普拉斯变换性质,利用拉普拉斯及逆变换求解Grünwald-Letnikov型时间分布阶反常扩散方程边值问题的解析解;利用拉普拉斯变换和傅里叶变换及逆变换求解Caputo型时间分布阶反常扩散方程初值问题的解析解. 展开更多
关键词 Grünwald-letnikov型分数阶导数 拉普拉斯变换 分布阶微分方程
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空间分布阶反常扩散方程的解
18
作者 郑达艺 黄勇 《莆田学院学报》 2019年第5期10-12,共3页
证明了Grünwald-Letnikov型分数阶导数拉普拉斯变换性质,利用拉普拉斯及逆变换求解空间分布阶对流扩散方程初值问题的解析解和含外部作用项空间分布阶对流扩散方程初值问题的解析解。
关键词 Grünwald-letnikov型分数阶导数 拉普拉斯变换 分布阶微分方程
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结合全局与局部变化的图像质量评价 被引量:7
19
作者 高敏娟 党宏社 +2 位作者 魏立力 王海龙 张选德 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期2662-2671,共10页
图像所包含的信息是通过灰度值在空域的变化呈现的.梯度是度量变化的基本工具,这使得梯度成为了目前大多数图像质量评价算法的重要组成部分.但是梯度只能度量局部变化,而当人类视觉系统(Human visual system,HVS)感知一幅图像时,既能感... 图像所包含的信息是通过灰度值在空域的变化呈现的.梯度是度量变化的基本工具,这使得梯度成为了目前大多数图像质量评价算法的重要组成部分.但是梯度只能度量局部变化,而当人类视觉系统(Human visual system,HVS)感知一幅图像时,既能感知到局部变化,也能感知到全局变化.基于HVS的这一特性,本文提出了一种结合全局与局部变化的图像质量评价算法(Global and local variation similarity,GLV-SIM).该算法利用Grünwald-Letnikov分数阶导数来度量图像的全局变化,利用梯度模来度量图像的局部变化.然后结合二者计算参考图像和退化图像之间的相似度谱(Similarity map),进而得到图像的客观评分.在TID2013、TID2008、CSIQ与LIVE四个数据库上的仿真实验表明,较之单一度量局部变化的方法,本文算法能更准确地模拟HVS对图像质量的感知过程,给出的客观评分与主观评分具有较好的一致性. 展开更多
关键词 图像质量评价 全局与局部 Grünwald-letnikov 分数阶导数 梯度模
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基于分数阶微分的TV-L^1光流模型的图像配准方法研究 被引量:9
20
作者 张桂梅 孙晓旭 +1 位作者 刘建新 储珺 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期2213-2224,共12页
图像的非刚性配准在计算机视觉和医学图像分析中有着重要的作用.TV-L^1(全变分L^1范数、Total variation-L^1)光流模型是解决非刚性配准问题的有效方法,但TV-L^1光流模型的正则项是一阶导数,会导致纹理特征等具有弱导数性质的信息模糊.... 图像的非刚性配准在计算机视觉和医学图像分析中有着重要的作用.TV-L^1(全变分L^1范数、Total variation-L^1)光流模型是解决非刚性配准问题的有效方法,但TV-L^1光流模型的正则项是一阶导数,会导致纹理特征等具有弱导数性质的信息模糊.针对该问题,将G-L(Grünwald-Letnikov)分数阶引入TV-L^1光流模型,提出基于G-L分数阶微分的TV-L^1光流模型,并应用原始–对偶算法求解该模型.新的模型用G-L分数阶微分代替正则项中的一阶导数,由于分数阶微分比整数阶微分具有更好的细节描述能力,并能有效地、非线性地保留具有弱导数性质的纹理特征,从而提高图像的配准精度.另外,通过实验给出了配准精度与G-L分数阶模板参数之间的关系,从而为模板最佳参数的选取提供了依据.尽管不同类型的图像其最佳参数是不同的,但是其最佳配准阶次一般在1~2之间.理论分析和实验结果均表明,提出的新模型能够有效地提高图像配准的精度,适合于包含较多弱纹理和弱边缘信息的医学图像配准,该模型是TV-L^1光流模型的重要延伸和推广. 展开更多
关键词 分数阶微分 Grünwald-letnikov TV-L^1模型 光流场 弱纹理 非刚性配准
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