检索结果-内蒙古大学图书馆

信号处理 2023年第5期39卷 793-806页

作者：陈慧田湘王文钦电子科技大学信息与通信工程学院四川成都611731

共形频控多输入多输出(Frequency diverse array multiple input and multiple output,FDA-MIMO)系统的波束图由俯仰角、方位角、距离三维信息控制,能够进一步提高系统的自由度。随着人们对高分辨目标探测性能以及高空气动力学性能的需... 详细信息

共形频控多输入多输出(Frequency diverse array multiple input and multiple output,FDA-MIMO)系统的波束图由俯仰角、方位角、距离三维信息控制,能够进一步提高系统的自由度。随着人们对高分辨目标探测性能以及高空气动力学性能的需求增加,研究共形FDA-MIMO阵列波束图综合方法很有意义。本文详细推导了共形FDAMIMO系统的信号建模和波束图分析的数学过程,并提出一种基于参数迭代的发射接收联合权向量优化算法以得到高分辨率的波束图。该算法首先建立一个二阶锥规划(Second-order cone programming,SOCP)模型,并利用交替方向乘子法(Alternating direction method of multipliers,ADMM)实现参数分离,原问题分为两个子问题。最后分别对各个子问题进行优化。数值仿真表明所提算法相比于传统算法性能更有优势,同时其收敛性得到验证。此外,为进一步分析系统特性,本文讨论了不同系统参数,如发射阵列阵元数、接收阵列阵元数、频控阵频偏大小以及不同频偏方式对本文所提算法下的波束图影响。

关键词：频控阵共形阵共形频控阵波束图综合迭代优化算法

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实现稀疏角度下的精确CT重建:利用ADMM-LP算法求解非凸模型

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中国组织工程研究 2018年第31期22卷 4998-5002页

作者：宋洁陈平潘晋孝中北大学信息探测与处理山西省重点实验室中北大学山西省太原市030051

背景:稀疏角度投影重建是减小CT辐射剂量的有效方法,但因其重建质量的问题限制了该方法的应用。目的:研究基于LP范数的交替方向乘子-CT重建算法,旨在提高稀疏角度下的重建质量。方法:将CT重建模型中的全变分正则项替换为非凸非光滑的LP... 详细信息

背景:稀疏角度投影重建是减小CT辐射剂量的有效方法,但因其重建质量的问题限制了该方法的应用。目的:研究基于LP范数的交替方向乘子-CT重建算法,旨在提高稀疏角度下的重建质量。方法:将CT重建模型中的全变分正则项替换为非凸非光滑的LP范数正则项,并利用增广拉格朗日法将约束问题转化为无约束问题,再利用交替方向乘子框架结合广义收缩算法将原优化模型拆分为等价于原问题的子问题,最后迭代求解各子问题。结果与结论:(1)通过仿真及实际实验,对比分析了全变分-凸集投影、代数重建-LP、Split-Bregman-LP以及所提算法在36个稀疏角度下的重建结果,结果显示论文提出的算法重建图像细节更完整,均方根误差更低,而且速度比Split-Bregman-LP快1倍;(2)说明提出的基于LP范数的交替方向乘子-LP算法,在投影角度稀疏情况下的重建结果具有较高的重建精度。

关键词： X-CT稀疏角度重建 LP范数交替方向乘子法广义收缩算法迭代优化算法国家自然科学基金辐射剂量体层摄影术,X线计算机组织工程

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基于VMI的配送决策问题

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复旦学报（自然科学版） 2007年第4期46卷 505-509页

作者：王雪峰汤世强吴勤旻河北建材职业技术学院秦皇岛066004 上海工程技术大学上海201620 复旦大学管理学院上海200433

物流配送是物流活动中直接与消费者相连的环节.在物流的各项成本中,配送成本占了相当高的比例.采用科学、合理的方法来进行配送车辆调度(Vehicle Scheduling Problem,VSP),是物流配送中非常重要的一项活动.对供应商管理库存(Vendor Mana... 详细信息

物流配送是物流活动中直接与消费者相连的环节.在物流的各项成本中,配送成本占了相当高的比例.采用科学、合理的方法来进行配送车辆调度(Vehicle Scheduling Problem,VSP),是物流配送中非常重要的一项活动.对供应商管理库存(Vendor Managed Inventory,VMI)管理思想下的VSP进行了研究,重点就VMI管理方式下库存和配送运输集成问题建立了数学模型和迭代优化算法,并实证了VMI对于供应链物流配送系统具有降低配送成本等优化作用.

关键词：物流配送车辆调度问题迭代优化算法供应商管理库存

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判别多维标度特征学习

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计算机应用 2023年第5期43卷 1323-1329页

作者：唐海涛王红军李天瑞西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 综合交通大数据应用技术国家工程实验室(西南交通大学) 成都611756

传统多维标度方法学习得到的低维嵌入保持了数据点的拓扑结构,但忽略了低维嵌入数据类别间的判别性。基于此,提出一种基于多维标度法的无监督判别性特征学习方法——判别多维标度模型(DMDS),该模型能在学习低维数据表示的同时发现簇结构... 详细信息

传统多维标度方法学习得到的低维嵌入保持了数据点的拓扑结构,但忽略了低维嵌入数据类别间的判别性。基于此,提出一种基于多维标度法的无监督判别性特征学习方法——判别多维标度模型(DMDS),该模型能在学习低维数据表示的同时发现簇结构,并通过使同簇的低维嵌入更接近,让学习到的数据表示更具有判别性。首先,设计了DMDS对应的目标公式,体现所学习特征在保留拓扑性的同时增强判别性;其次,对目标函数进行了推理和求解,并根据推理过程设计所对应的迭代优化算法;最后,在12个公开的数据集上对聚类平均准确率和平均纯度进行对比实验。实验结果表明,根据Friedman统计量综合评价DMDS在12个数据集上的性能优于原始数据表示和传统多维标度模型的数据表示,它的低维嵌入更具有判别性。

关键词：判别性特征学习多维标度法降维模糊聚类迭代优化算法

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双离轴衍射透镜的矢量设计算法

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激光技术 2003年第6期27卷 517-519页

作者：冯迪严瑛白谭峭峰清华大学精密仪器系北京100084

设计特征尺寸可与照射光波长相比拟的衍射光学器件时 ,必须采用严格的矢量设计算法。为克服传统搜索算法计算次数多、收敛速度慢的缺点 ,同时结合时域有限差分算法进行光场与衍射器件相互作用的矢量计算 ,提出了一种高效的迭代算法。利... 详细信息

设计特征尺寸可与照射光波长相比拟的衍射光学器件时 ,必须采用严格的矢量设计算法。为克服传统搜索算法计算次数多、收敛速度慢的缺点 ,同时结合时域有限差分算法进行光场与衍射器件相互作用的矢量计算 ,提出了一种高效的迭代算法。利用该算法 ,设计了双离轴透镜 ,结果表明 ,该算法计算次数少。

关键词：衍射光学迭代优化算法衍射透镜时域有限差分方法

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地源热泵地埋管换热机理及其热物性参数估算方法研究

地源热泵地埋管换热机理及其热物性参数估算方法研究

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作者：张林锋湖南大学

学位级别：博士

随着能源短缺与环境污染问题日益严峻,地源热泵作为可再生能源技术的代表受到了全世界的关注。对于一个确定的地源热泵系统,土壤与回填土热物性参数是核心参数,它决定了地源热泵系统的经济性与节能性。为估算土壤与回填土的热物性参数,... 详细信息

随着能源短缺与环境污染问题日益严峻,地源热泵作为可再生能源技术的代表受到了全世界的关注。对于一个确定的地源热泵系统,土壤与回填土热物性参数是核心参数,它决定了地源热泵系统的经济性与节能性。为估算土壤与回填土的热物性参数,实地热响应测试是地源热泵系统设计必不可少的一步。本文主要针对目前实地热响应测试中所暴露的是循环流体温度分布假设不准确、地下换热模型不精确以及迭代优化算法不适合等问题进行了系统的研究,开发了一套能够同时预测土壤与回填土热物性参数的估算方法,更新了热物性参数估算过程中流体温度分布的假设,提出了一种新的能适应全生命周期响应的瞬态准三维全周期响应模型,优化了迭代算法,并分析了钻孔内热阻估算误差对地源热泵系统初投资以及总投资的影响。首先,针对流体温度假设不准确导致钻孔内热阻偏差较大的问题,本文提出了动态p线性平均方法,利用非线性拟合的方法改善了传统方法中循环流体温度分布假设为线性分布的缺陷。通过湖南大学孵化中心实地测试,动态p平均方法估算出的钻孔内热阻比传统方法的估算值低了6.31%。经过误差分析,动态p线性平均方法的最大误差为3%,而传统估算方法的最大误差为40.69%。此外,针对动态p线性方法物理意义较弱的特点,本文通过将理论流体温度分布函数改写为流体进出口温度的函数的方法,改进了p线性平均方法,提出了改进型动态p线性平均方法。利用能够测试出流体温度分布的分布式热响应实验,本文验证了动态p线性平均方法与改进型p线性平均方法均是有效的热物性参数估算方法。其次,为适应估算地埋管内回填土的热物性参数与地源热泵系统短时间内的能耗及性能分析的需求,本文分别开发了适用于恒定热流与变热流条件的瞬态换热模型。与常规瞬态换热模型将地埋管中U型管简化为当量管不同的是,本模型对U型管的进水管与出水管分别建模,同时引入测试钻孔内热阻改进了钻孔结构不确定而造成误差的计算瞬态钻孔内热组。以沙箱实验为例,本模型对于流体进出口温度与土壤温度分布的预测相对误差均在5%以下。如果以流体温度预测误差在0.5?C以下作为预测精度达到要求,则本模型的响应时间为45分钟,满足目前大部分地源热泵系统控制响应时间要求。同时,在恒定热流瞬态换热模型的基础上,本文利用杜哈梅尔叠加方法在时间上叠加各个变热流阶段热流所产生的温度响应,开发了变热流下瞬态换热模型。为简化叠加过程的重复循环,本文采用快速傅里叶方法进行流体温度分布与钻孔周围土壤温度分布的计算。通过河北工程大学内间歇运行实验平台,本文验证了变热流计算条件下瞬态准三维全周期响应模型所预测的流体进出口温度以U型管管壁温度。结果显示,对于流体进出口温度与U型管管壁温度,除了在热流变化的1-2小时之内,其余时刻的温度预测相对误差均在5%以内。最后,本文将瞬态准三维全周期响应模型应用于热响应测试中,同时估算五个土壤与回填土热物性参数(钻孔内热阻、土壤导热系数、土壤导温系数、回填土导热系数以及回填土导温系数)。针对目前多参数优化方法中多参数估算精度低且受初值影响等不利因素,本文首次将遗传算法应用于五热物性参数的估算过程中,提出了一种新的同时预测五个土壤与回填土热物性参数的方法。通过沙箱实验的验证,本文提出的新的热物性参数估算方法不管在鲁棒性上还是在预测精度上均优于常见估算方法。综上所述,本文提出的瞬态准三维全周期响应模型以及新的热物性参数估算方法将对地源热泵系统控制策略的确定以及管长与钻孔间距的确定提供指导意义。本文的创新性工作主要有:1)开发了一套基于改进流体温度分布假设的土壤热物性参数估算方法,并提出了一套循环流体温度分布与循环流体平均温度的计算方法;2)提出了一种适用于地源热泵系统运行全生命周期内的恒热流瞬态换热模型与变热流瞬态换热模型;3)首次将遗传算法应用于土壤与回填土的五参数热物性参数估算方法中,并首次提出了五参数同时估算的方法。

关键词：地源热泵热响应测试瞬态换热模型迭代优化算法 p线性平均方法参数估算方法

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基于效率提升的高速铁路动车组运用优化与调整研究

基于效率提升的高速铁路动车组运用优化与调整研究

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作者：钟庆伟西南交通大学

学位级别：博士

动车组作为高速铁路中重要的设施设备资源,是我国高速铁路目前采用的唯一类型旅客运载工具,同时也是执行列车运行图的最终载体,对我国高速铁路旅客运输组织任务的执行至关重要。随着高速铁路路网规模的进一步扩大,投入运营的动车组数量... 详细信息

动车组作为高速铁路中重要的设施设备资源,是我国高速铁路目前采用的唯一类型旅客运载工具,同时也是执行列车运行图的最终载体,对我国高速铁路旅客运输组织任务的执行至关重要。随着高速铁路路网规模的进一步扩大,投入运营的动车组数量也不断增加,动车组的实际运营环境也在不断发生变化。在新环境下如何合理地使用动车组资源成为了铁路公司关注的热点与难点。本文以提高动车组运用效率、降低运输成本等为目标,从加强动车组运用与检修管理、增强突发事故应对能力以及提升高速铁路运输组织水平等方面深入研究和探讨了动车组运用优化与调整相关问题,旨在实现高质量动车组运用计划的快速自动优化编制及调整,减轻调度员的工作负担,为实际生产经营活动提供有效的辅助参考。本文的主要工作如下:(1)基于国内外铁路运输组织管理之间的差异,系统地梳理了与动车组运用优化及调整问题(及其他相关领域)相关的研究文献。结合我国高速铁路运营实际背景,指出了既有研究文献的优势与不足,在此基础上提出了新环境下动车组运用与调整问题的建模求解理论与方法。(2)明确了动车组运用相关问题研究的基本概念,并从效率提升的角度出发分析了动车组运用优化问题的主要影响因素,包括列车开行方案、列车运行图、动车组检修制度、动车组运用模式、动车段(所)布局等。结合既有研究文献,对使用较多的两种建模方法——基于多旅行商问题的建模方法和基于多商品网络流问题的建模方法及其求解算法进行了介绍,为后续问题的深入研究提供理论借鉴与支撑。此外,文中还对带维修约束的动车组运用计划编制这一问题本身进行了细致的分析,对如何借助多商品网络流理论构建基于列车车次的动车组接续网络也进行了详细的描述。(3)动车组运用计划的编制通常需要综合考虑运输安全、效率及成本等多方面因素,其编制质量及编制效率对高速铁路运营有重要影响。本文在确定动车段(所)布局及其能力大小设置、动车组运用模式的前提下,结合高速铁路运输组织要求及维修限制等条件,从提升动车组利用效率及减少运营成本的角度出发,以降低综合运营成本和总空驶里程等为优化目标,建立了基于列车车次的可改编动车组运用优化混合整数线性规划模型。根据所建立模型的特征,设计了一个高效、高质量的迭代优化算法框架,从而实现考虑日常维修限制的动车组运用计划的快速自动编制。最后以我国高速铁路网络实例为背景,对所提出的模型和方法进行了验证。(4)随着高速铁路网络的建设与客流需求的增加,动车组的使用数量不断增加,既有动车段(所)能力逐渐趋于饱和,需要进行旧动车段(所)改扩建或新建动车段(所)。本文以目前高速铁路网络中动车段(所)改扩建或新建需求为研究背景,提出了一个两阶段方法来探讨动车段(所)布局(站点及其能力大小设定)与考虑维修限制的动车运用计划的综合优化问题。在对动车组接续网络拓展的基础上,建立了考虑了多种实际运营条件约束的多目标(建设成本、运用成本等)混合线性整数规划模型,该模型能够在设计的算法下进行高效求解。最后以高速铁路实例为背景对提出的模型及方法的有效性进行了验证。(5)高速铁路在运营过程中发生严重干扰时,需要调度员在极短的时间内对各相关列车运行计划进行同步调整。本文探讨了动车组运用计划实时调整问题,即基于调整后列车运行图对相应的动车组运用计划进行调整。以偏离原动车组运用计划程度最小、取消列车车次数量最少、库存偏离最少以及使用额外空车调拨次数最少为目标,在考虑多类实际运营约束条件及动车组日常检修限制条件下,建立了一个两阶段动车组运用计划实时调整优化模型。多个算例表明,建立的模型在所设计的改进迭代算法框架下能够于较短的时间内求解。

关键词：高速铁路动车组运用计划维修限制动车段(所)布局实时调整综合优化混合线性整数规划迭代优化算法

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面向虚实融合实验操作的位姿估计算法

面向虚实融合实验操作的位姿估计算法

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作者：邹序焱广东工业大学

学位级别：博士

虚实融合实验中常用虚拟替身代替实际物体产生交互。为了达到虚拟替身与实际物体位姿一致的目的，需要实时估计实际物体的位姿，并同步给虚拟替身。其中位姿估计好坏会直接影响虚实融合实验的沉浸感和交互性。然而在虚实融合实验中，存... 详细信息

虚实融合实验中常用虚拟替身代替实际物体产生交互。为了达到虚拟替身与实际物体位姿一致的目的，需要实时估计实际物体的位姿，并同步给虚拟替身。其中位姿估计好坏会直接影响虚实融合实验的沉浸感和交互性。然而在虚实融合实验中，存在多个实验器材的位姿估计、实验器材表面纹理不丰富、实验器材部分被环境遮挡等因素，导致位姿估计算法容易失效，从而影响实验的交互体验效果。为此本文研究三维位姿估计算法，具体工作如下：　　（1）针对传统实验存在的问题，构建了虚实融合实验操作平台。在该平台下分析了虚实融合实验中位姿估计的需求，并把该需求分解成两个基本的任务，即多目标语义分割任务和通过语义像素块估计实验器材位姿任务。针对第二个任务，阐述了位姿估计算法的基本原理，建立关于位姿估计算法的数学描述格式，为后文的研究提供理论基础。根据视觉位姿估计原理，设计了一种桌面位姿估计算法。实验结果表明该算法具有良好的鲁棒性和精确度，满足了桌面式虚实融合实验的需求。　　（2）针对多目标位姿估计问题，提出了一种连续图像序列的语义分割方法，成功地把多目标位姿估计问题转化为单目标位姿估计问题。为了获取时间维度上的信息，提出的网络模型在U-Net语义分割模型基础上添加了获取时间维度信息的图像特征模块。该模块主要通过多层卷积核获取图像在时间维度上的特征，然后利用注意力机制对空间维度和时间维度上的特征进行融合，最后通过融合的特征对像素进行分类。实验结果表明提出的语义分割模型在Dice系数、精确率和召回率上均优于传统的U-net网络结构模型，并满足虚实融合实验操作环境下多目标位姿估计的需求。　　（3）在虚实融合实验中，存在许多纹理较弱的物体。基于图像特征点匹配的目标位姿估计算法受物体表面纹理信息影响大，从而导致位姿估计结果不准确。基于3D点云位姿估计算法有效地减小了纹理信息的影响，因此研究了一种基于法向量夹角分布统计矩的局部特征描述算子，并在此局部特征描述子的基础上提出了一种鲁棒的3D点云粗配准算法。该算法首先检测具有相似比一致性的三角形匹配点，然后以每对三角形匹配点为基础聚合其他匹配对，其次利用匹配集合计算出两个点云之间的变换，最后应用误差函数得到最佳刚体变换。实验结果表明，提出的局部特征描述算子对旋转变换、平移变换及噪声具有较强的鲁棒性。该配准算法以三角形匹配点为基础聚合其它匹配对，保证了聚合的匹配集具有相同的相似比，具有全局约束的作用，从而提高了算法抗噪声干扰的能力、精确度和鲁棒性。　　（4）针对迭代算法容易陷入局部最小值的问题，提出了一种基于局部特征和几何距离加权的迭代优化算法。在基于点云位姿估计算法中，一般分为粗配准和精配准两步。在前一章主要提出一类基于局部特征描述子的粗配准方法，然后利用迭代最近点匹配算法(ICP算法)进行精配准。然而，ICP算法是基于迭代优化技术，容易陷入局部最小值，其性能严重依赖于初值。本文提出的算法首先利用线性表达建立了搜索点的赋值策略，并构建带有约束条件的优化模型;然后利用拉格朗日乘子将约束优化模型转为无约束优化模型;最后采用迭代技术得到优化模型的最优解。在每次迭代中，利用局部特征算子的鉴别能力来修复点的对应关系，从而降低了迭代算法陷入局部最小值的风险。　　（5）为了验证算法的有效性，构建了面向虚实融合实验操作的框架。应用前面研究结果对实验器材进行位姿求解，从而达到虚拟场景与真实场景一一配准的目的。结合深度相机得到的深度值，利用深度测试对虚拟环境和真实环境进行融合，从而构建出虚实融合的实验环境。在该环境中，以手势交互推进实验操作，让学生在实验操作过程中学习知识，达到与实际实验相同的目的。最后以中学化学中的铝热反应为例，实现一个原型演示系统，以直观的形式验证本文的研究成果。

关键词：虚实融合实验位姿估计语义分割特征点匹配迭代优化算法

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稀疏角度CT重建算法研究

稀疏角度CT重建算法研究

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作者：屈赵燕中北大学

学位级别：博士

CT辐射剂量与活体新陈代谢异常乃至癌症等疾病的诱发密切相关,现阶段,如何在降低CT扫描辐射剂量的条件下,保证图像重建质量是CT图像重建技术面临的一个巨大挑战。在各种低剂量CT方法中,稀疏角度CT是最近提出的一种通过减少投影角度来降... 详细信息

CT辐射剂量与活体新陈代谢异常乃至癌症等疾病的诱发密切相关,现阶段,如何在降低CT扫描辐射剂量的条件下,保证图像重建质量是CT图像重建技术面临的一个巨大挑战。在各种低剂量CT方法中,稀疏角度CT是最近提出的一种通过减少投影角度来降低辐射剂量的方法,其因降低辐射剂量、减少扫描工作量、动态成像和拥有更快的重建速度而受到广泛关注。然而,由于稀疏角度CT中噪声水平提高和投影数据不完备性,稀疏角度CT重建问题是一个严重的不适定问题,这导致解析重建算法的重建结果出现严重的条纹伪影,进而降低图像质量。相比而言,基于稀疏先验正则化的迭代重建算法则表现出了明显优势,可引入稀疏先验约束信息来改善问题的不适定性,从而显著提高传统迭代算法的成像质量。因此,本文的研究目标是针对稀疏角度CT重建的不适定问题,建立基于正则化的稀疏先验重建模型来稳定稀疏角度重建过程,并开发相应的迭代优化算法来求解稀疏角度CT模型,以提高稀疏角度CT的图像重建质量。本文的主要研究工作包括如下:(1)针对经典的基于全变分(Total Variation,TV)的算法对图像的方向不敏感的问题,引入方向梯度信息,建立了一种自适应方向性TV模型的稀疏角度CT图像重建模型—BDTV(Block Directional Total Variation)模型,旨在更好的保留图像边缘和提高图像重建质量。针对BDTV模型的求解,采用了一种有效梯度下降的算法,该算法在每一步迭代时都能有效地更新图像的方向性。通过实验证明了该算法能较好地保留图像边缘,纹理细节更加清晰。(2)基于小波的稀疏先验信息和TV保护图像锐边的优点,建立了一种新的混合小波与TV两个正则化的稀疏角度CT重建模型,旨在更好地保留边缘、抑制伪影和去除噪声,提高重建图像的质量。采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)算法求解最小化模型。仿真实验和真实数据实验结果表明该方法在保留边缘、抑制伪影和去噪方面具有较强的竞争力。(3)针对Mumford-Sha-TV模型中的不良阶梯效应,本文结合Mumford-Shah函数和TGV函数,建立了一种用于稀疏角度CT图像重建的Mumford-Shah-TGV模型,旨在能够更好地抑制阶梯伪影。使用Ambrosio-Tortiroilli在Gamma收敛条件下的椭圆函数逼近模型,开发了一种基于ADMM迭代的算法。数值和真实实验表明,采用本文方法可以抑制阶梯伪影,重建高质量图像。

关键词： CT 稀疏重建正则化迭代优化算法全变分

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基于运动信息的IC图像超分辨率重建技术

基于运动信息的IC图像超分辨率重建技术

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作者：王峥荣华中科技大学

学位级别：博士

随着微电子系统向着高带宽、多功能、微型化方向发展，集成电路（Integrated Circuit,IC）上的I/O焊点呈现出高密度和精细间距的趋势。受现有商业成像传感器（CCD或者CMOS）有限像素分辨率的制约，IC封装设备中的机器视觉系统正面临IC... 详细信息

随着微电子系统向着高带宽、多功能、微型化方向发展，集成电路（Integrated Circuit,IC）上的I/O焊点呈现出高密度和精细间距的趋势。受现有商业成像传感器（CCD或者CMOS）有限像素分辨率的制约，IC封装设备中的机器视觉系统正面临IC图像有限光学分辨率难以满足IC封装工艺高精度视觉定位和测量需要的技术难题。为此，本文围绕改善IC图像分辨率这个主题，对模糊和严重噪声干扰下的保边缘图像超分辨率重建（Super-Resolution Reconstruction，SRR）、图像重建中的运动估计和迭代优化算法进行了系统研究，本文的主要研究内容和创新性工作概述如下：\n 1、提出了基于感兴趣区域搜索的两步离散傅里叶变换计算的图像运动估计算法（ROI-2-DFT：Region of Interest-2-Discrete Fourier Transform），解决了图像超分辨重建中现有运动估计方法难以同时兼备估计高精度和计算高速度的难题。本文通过对图像归一化互相关功率谱极值存在的极小邻域进行两次上采样的DFT计算，快速定位到功率谱峰值，实现了图像水平平移和旋转角度的快速高精度估计。同时，该方法还具有计算内存需求少、对图像模糊和噪声鲁棒性强等特点。\n 2、提出了基于总变差（Total Variation，TV）图像先验信息的IC图像超分辨率重建的保边缘贝叶斯理论框架（EBSR：Edge-preserving Bayesian Super-resolution），结合IC封装的实际工况，解决了IC封装设备中成像传感器像素分辨率不足和因敏感镜头景深存在的图像模糊问题。本文由图像的马尔科夫随机场描述与吉布斯随机场的等价性，引入TV图像先验信息模型，构建了图像超分辨率的保边缘贝叶斯理论推导。在不需要改变任何成像设备硬件的情况下，EBSR方法可以较好地重建出IC图像的高分辨率边缘信息，恢复出更多的图像结构特征，同时消除模糊提高图像对比度。随着IC特征尺寸越来越小，EBSR将有助提高IC封装设备机器视觉系统定位和测量精度，是实现高精度低成本IC封装潜在的图像预处理技术。\n 3、提出了基于均值梯度的空间自适应TV模型图像超分辨率重建算法（MG-SATV：Mean Gradient-Spatially-Adaptive Total Variation），解决了在严重噪声污染情况下，图像先验信息TV模型在图像平坦和过渡区域引起的阶梯失真问题。本文由均值梯度准确提取出图像空间结构信息，构建了空间自适应加权矩阵，推导出了MG-SATV模型，实现了TV正则化在不同图像区域的自适应约束，在有效抑制噪声的同时最大限度地保留了图像边缘信息。\n 4、提出了基于块中心差分（Centered-Cell Finite Difference，CCFD）离散的多V循环的多网格优化方法（3-V-Cycle MTGD：3-V-Cycle Multigrid），解决了图像超分辨率重建方法普遍存在的迭代计算效率低下的问题。该方法集成了CCFD离散近似高精度和多网格方法迭代误差速度收敛的优点，实现了大型线程方程组的快速求解。3-V-Cycle MTGD优化方法的计算效率比普遍使用的共轭梯度迭代方法高，CCFD离散比传统节点差分方法更有利于改善图像重建质量。该优化方法不仅可以应用于图像超分辨率重建，也可以推广到其他基于PDF图像处理的凸优化问题。并且，经过少许修改，便可在GPU或者FBGA上实施并行计算，进一步提高迭代优化的计算效率。\n 5、构建了图像处理软件平台MV下的子平台——图像超分辨率重建应用平台FAMT_SRR，从边缘检测和视觉定位两个角度验证了本文所研究的IC图像超分辨率重建方法的卓越性能。重建高分辨率IC图像具有更丰富的结构信息，可以得到更准确的边缘检测结果。即使在模糊和噪声干扰下，重建高分辨率IC图像的视觉定位结果也可以与理想定位结果相媲美，偏差仅仅为10-2像素数量级。相对于低分辨率IC图像，重建高分辨率IC图像的定位精度有了很大的提升。

关键词：集成电路封装工艺迭代优化算法保边缘图像超分辨率重建运动信息

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