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基于l1范数的瞬变电磁非线性反演

地球物理学报 2019年第12期62卷 4860-4873页

作者：孙怀凤张诺亚柳尚斌李敦仁陈成栋叶琼瑶薛翊国杨洋山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 广西交通设计集团有限公司南宁530029 山东大学地球电磁探测研究所济南250061

瞬变电磁反演存在高度的非线性特征,常用的最小二乘等线性反演方法往往对初始模型高度依赖,并且极易陷入局部最优解.本文基于观测数据与模拟数据的l1范数建立目标函数,采用模拟退火非线性全局最优化方法实现瞬变电磁一维反演.初始模型... 详细信息

瞬变电磁反演存在高度的非线性特征,常用的最小二乘等线性反演方法往往对初始模型高度依赖,并且极易陷入局部最优解.本文基于观测数据与模拟数据的l1范数建立目标函数,采用模拟退火非线性全局最优化方法实现瞬变电磁一维反演.初始模型完全随机产生,通过指数函数退温机制模拟系统能量最小实现迭代,通过接收概率函数评价当前模型,实现局部最优解的跳出,最终实现全局最优化求解.通过数值算例发现,无论给定的反演层数等于还是大于设计模型,都可以获得较好的反演效果,因而可以在反演初始就设计较多的层数,实现反演模型的自动拟合;同时,利用含噪声数据反演进一步验证算法的稳定性.最后,对实测数据进行了反演测试,结果与钻孔编录基本一致,表明提出的基于l1范数的模拟退火反演可用于实测数据处理.

关键词：瞬变电磁模拟退火非线性反演 l1范数

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利用l1范数和中位数选取拟准观测值

武汉大学学报（信息科学版） 2018年第8期43卷 1242-1248页

作者：赵俊郭飞霄西安测绘总站陕西西安710054 大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 西安测绘研究所陕西西安710054

粗差探测拟准检定法的核心是拟准观测的选取。提出了l_1范数和中位数相结合的方法选取拟准观测值,并设计了相应的准则。首先利用l1范数方法得到稳健的残差,将其中残差接近于零时对应的观测值直接确定为拟准观测值,然后将余下残差形成新... 详细信息

粗差探测拟准检定法的核心是拟准观测的选取。提出了l_1范数和中位数相结合的方法选取拟准观测值,并设计了相应的准则。首先利用l1范数方法得到稳健的残差,将其中残差接近于零时对应的观测值直接确定为拟准观测值,然后将余下残差形成新的残差向量,并计算其绝对值的中位数,拟准观测值即为那些余下残差绝对值小于中位数所对应的观测值。GPS网平差和GPS单点定位计算结果表明本文提出的选取拟准观测值的方法有效可行。

关键词：粗差拟准检定法真误差拟准观测 l1范数

联合l1范数和迹范数的数据降维模型及其优化算法

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铁道学报 2013年第5期35卷 69-74页

作者：刘丽敏樊晓平廖志芳中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学软件学院湖南长沙410075

主成分分析(PCA)是多元分析中广泛应用的降维方法,但是传统的降维模型一般是基于矩阵的秩,然而秩的计算是非凸、不连续的问题且计算复杂。本文针对这一问题,提出联合更具鲁棒性的l1范数和具有凸性的迹范数建立一种联合数据降维模型,针... 详细信息

主成分分析(PCA)是多元分析中广泛应用的降维方法,但是传统的降维模型一般是基于矩阵的秩,然而秩的计算是非凸、不连续的问题且计算复杂。本文针对这一问题,提出联合更具鲁棒性的l1范数和具有凸性的迹范数建立一种联合数据降维模型,针对模型的优化提出基于拉格朗日乘子的优化算法。最后将模型应用于UCI数据集以及Yale人脸数据集和扩展Yale B人脸数据集进行数据处理。数学分析和可视化实验结果都表明模型和优化算法是有效的。

关键词：主成分分析 l1范数迹范数数据降维拉格朗日乘子

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基于l1范数多项式拟合的多次波消除方法

石油地球物理勘探 2011年第3期46卷 386-389,500+325页

作者：陆文凯清华大学自动化系智能技术与系统国家重点实验室清华信息科学与技术国家实验室(筹)北京100084

如何在不损伤一次波的情况下压制多次波是地震信号处理的难点之一。在CDP道集中,一次波和多次波的运动学特征可以由叠加速度和零炮检距时间确定。利用AVO特性可以表示一次波(多次波)的振幅随炮检距的变化。假设在速度谱上,多次波和一次... 详细信息

如何在不损伤一次波的情况下压制多次波是地震信号处理的难点之一。在CDP道集中,一次波和多次波的运动学特征可以由叠加速度和零炮检距时间确定。利用AVO特性可以表示一次波(多次波)的振幅随炮检距的变化。假设在速度谱上,多次波和一次波一般是分开的,从而可以进行多次波和一次波的识别。本文提出一种沿着多次波的双曲线轨迹,利用基于l1范数的多项式拟合技术估计多次波的方法,可以有效地消除一次波和随机噪声对预测多次波的影响。人工合成和实际地震数据处理结果表明,与基于l2范数多项式拟合技术的方法相比,本文算法在有效压制多次波的同时,能更好地保护一次波。

关键词：多次波压制多项式拟合 l1范数 l2范数叠加速度谱

基于零空间l1范数最小化的ISAR成像方法

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系统工程与电子技术 2020年第2期42卷 315-321页

作者：徐楚朱栋强汪玲王洁南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室南京江苏210016 上海无线电设备研究所上海201109

在目标场景散射率分布满足稀疏性假设下,压缩感知(compressive sensing,CS)成像与传统距离-多普勒成像方法相比,可以使用很少的数据获得良好的图像,图像对比度高,没有旁瓣干扰。本文提出了一种基于零空间l1范数最小化的逆合成孔径雷达(i... 详细信息

在目标场景散射率分布满足稀疏性假设下,压缩感知(compressive sensing,CS)成像与传统距离-多普勒成像方法相比,可以使用很少的数据获得良好的图像,图像对比度高,没有旁瓣干扰。本文提出了一种基于零空间l1范数最小化的逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)CS成像方法。从解欠定方程组的角度,将待重建目标图像分解为初猜值与残余值两部分。首先使用加权最小二乘(weighted lease square,WlS)法估计初猜值,作为目标初像;然后将待重建目标场景散射率的l1范数作为额外的一个非线性测量值引入到图像重建中,在卡尔曼滤波框架下,利用非线性“伪测量”值,最小化待重建目标场景的l1范数来估计零空间中残余值的解。实测ISAR数据处理验证了所提算法的有效性。与正交匹配追踪算法(matching pursuit algorithm,OMP)和primal-dual l1范数最小化方法相比,所提方法获得的成像效果更好,成像时间比primal-dual l1范数最小化方法更短。

关键词：逆合成孔径雷达成像压缩感知 l1范数零空间

采用加权l1范数稀疏模型构造DOA估计的方法

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哈尔滨工程大学学报 2016年第4期37卷 603-607页

作者：刘楠宋文龙董光辉冷欣东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

在以GPS辐射源发出信号作为探测信号的无源雷达系统中,针对回波通道内强干扰低信噪比情况下的多目标波达方向（DOA）估计问题,根据GPS辐射信号以及无源雷达系统特点,提出一种采用改进加权l1范数的约束模型构造DOA估计的方法。先采用批... 详细信息

在以GPS辐射源发出信号作为探测信号的无源雷达系统中,针对回波通道内强干扰低信噪比情况下的多目标波达方向（DOA）估计问题,根据GPS辐射信号以及无源雷达系统特点,提出一种采用改进加权l1范数的约束模型构造DOA估计的方法。先采用批处理抵消算法（extensive cancellation algorithm,ECA）估计目标信号的时延和多普勒频移等参数,消除直达波和多径干扰,然后利用改进权值的l1范数作为约束条件,建立稀疏模型进行DOA估计,在低信噪比环境中无需估计干扰参数,以较低的计算复杂度进行准确DOA估计。仿真结果表明：该方法减少了计算复杂度,在相同配置下运行时间比MUSIC-like方法降低了1.18 s;同时也提高了准确性,其均方误差较MUSIC-like方法和Candes方法降低了0.5°～3.7°,低信噪比环境下分辨概率较MUSIC-like方法和Candes方法提高了0.4～0.6。

关键词： GPS辐射源无源雷达波达方向 l1范数批处理抵消算法稀疏模型均方误差分辨概率

基于l1范数稀疏距离测度学习的单类分类算法

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电子学报 2012年第1期40卷 134-140页

作者：胡正平路亮许成谦燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

已有单类分类算法通常采用欧氏测度描述样本间相似关系,然而欧氏测度有时难以较好地反映一些数据集样本的内在分布结构,为此提出一种用于改善单类分类器描述性能的高维空间单类数据距离测度学习算法,与已有距离测度学习算法相比,该算法... 详细信息

已有单类分类算法通常采用欧氏测度描述样本间相似关系,然而欧氏测度有时难以较好地反映一些数据集样本的内在分布结构,为此提出一种用于改善单类分类器描述性能的高维空间单类数据距离测度学习算法,与已有距离测度学习算法相比,该算法只需提供目标类数据,通过引入样本先验分布正则化项和l1范数惩罚的距离测度稀疏性约束,能有效解决高维空间小样本情况下的单类数据距离测度学习问题,并通过采用分块协调下降算法高效的解决距离测度学习的优化问题.学习得到的距离测度能容易地嵌入到单类分类器中,仿真实验结果表明采用学习得到的距离测度能有效改善单类分类器的描述性能,特别能够改善覆盖分类的描述能力,从而使得单类分类器具有更强的推广能力.

关键词：模式识别稀疏距离测度学习 l1范数单类分类器

l1范数与IQR统计量组合的GNSS坐标序列粗差探测算法

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测绘科学技术学报 2016年第2期33卷 127-132页

作者：明锋曾安敏景一帆信息工程大学河南郑州450001 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054

GNSS坐标时间序列中不可避免地含有粗差,未剔除的粗差将会导致参数估计有偏。因此,粗差探测与剔除是GNSS坐标序列分析中一项重要的数据预处理工作。针对GNSS坐标时间序列特点,提出了一种将l1范数(l1-norm)估计与四分位距统计量IQR(inter... 详细信息

GNSS坐标时间序列中不可避免地含有粗差,未剔除的粗差将会导致参数估计有偏。因此,粗差探测与剔除是GNSS坐标序列分析中一项重要的数据预处理工作。针对GNSS坐标时间序列特点,提出了一种将l1范数(l1-norm)估计与四分位距统计量IQR(interquartile range)组合的移动开窗粗差探测算法,称之为l1_Mod IQR。该方法的主要思想是,首先利用l1范数估计得到较"真实"的残差,然后再对残差采用IQR统计量进行粗差探测。将l1_Mod IQR法与"3σ"法、基于最小二乘的τ检验法等粗差探测算法进行了模拟计算与对比,验证了该算法的有效性。进一步采用l1_Mod IQR算法对中国区域10个IGS站的高程时间序列进行了分析,结果表明中国区域IGS站高程序列的粗差剔除率最小为0.1%,最大为2.6%。并且以WUHN站为例与SOPAC提供的结果进行了对比,结果表明SOPAC提供的"Clean"数据仍含有大量的粗差,而l1_Mod IQR算法能够有效地剔除粗差。

关键词：全球卫星导航系统坐标时间序列粗差探测 l1范数四分位距统计量开窗检验

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一种基于l1范数最小化的全局运动估计算法

重庆大学学报 2021年第7期44卷 99-107页

作者：冯欣张洁张杰蒋友妮杨武重庆理工大学计算机科学与工程学院重庆400054 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

视频内容的分析与理解往往基于对视频中目标对象的空间、运动特征进行感知。然而,在实际拍摄的视频中,目标对象的真实运动轨迹往往受到同时存在的相机全局运动影响。这种由相机自运动带来的全局运动在当前流行的自媒体视频中十分普遍。... 详细信息

视频内容的分析与理解往往基于对视频中目标对象的空间、运动特征进行感知。然而,在实际拍摄的视频中,目标对象的真实运动轨迹往往受到同时存在的相机全局运动影响。这种由相机自运动带来的全局运动在当前流行的自媒体视频中十分普遍。为了消除全局运动对视频中对象的真实运动轨迹的影响,提出了一种基于l1范数最小化的全局运动参数估计算法,并在此基础上实现了视频的全局运动补偿,得到了前景对象的真实运动轨迹。实验结果表明该算法能准确有效地去除全局运动的影响并准确恢复出运动对象的真实运动轨迹。

关键词：全局运动估计全局运动补偿目标对象运动轨迹 l1范数