• 제목/요약/키워드: smoothing gradient method

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GLOBAL CONVERGENCE METHODS FOR NONSMOOTH EQUATIONS WITH FINITELY MANY MAXIMUM FUNCTIONS AND THEIR APPLICATIONS

  • Pang, Deyan;Ju, Jingjie;Du, Shouqiang
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제32권5_6호
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    • pp.609-619
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    • 2014
  • Nonsmooth equations with finitely many maximum functions is often used in the study of complementarity problems, variational inequalities and many problems in engineering and mechanics. In this paper, we consider the global convergence methods for nonsmooth equations with finitely many maximum functions. The steepest decent method and the smoothing gradient method are used to solve the nonsmooth equations with finitely many maximum functions. In addition, the convergence analysis and the applications are also given. The numerical results for the smoothing gradient method indicate that the method works quite well in practice.

Instantaneous frequency extraction in time-varying structures using a maximum gradient method

  • Liu, Jing-liang;Wei, Xiaojun;Qiu, Ren-Hui;Zheng, Jin-Yang;Zhu, Yan-Jie;Laory, Irwanda
    • Smart Structures and Systems
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    • 제22권3호
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    • pp.359-368
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    • 2018
  • A method is proposed for the identification of instantaneous frequencies (IFs) in time-varying structures. The proposed method combines a maximum gradient algorithm and a smoothing operation. The maximum gradient algorithm is designed to extract the wavelet ridges of response signals. The smoothing operation, based on a polynomial curve fitting algorithm and a threshold method, is employed to reduce the effects of random noises. To verify the effectiveness and accuracy of the proposed method, a numerical example of a signal with two frequency modulated components is investigated and an experimental test on a steel cable with time-varying tensions is also conducted. The results demonstrate that the proposed method can extract IFs from the noisy multi-component signals and practical response signals successfully. In addition, the proposed method can provide a better IF identification results than the standard synchrosqueezing wavelet transform.

Meshfree consolidation analysis of saturated porous media with stabilized conforming nodal integration formulation

  • Wang, Dongdong;Xie, Pinkang;Lu, Hongsheng
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제6권2호
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    • pp.107-125
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    • 2013
  • A strain smoothing meshfree formulation with stabilized conforming nodal integration is presented for modeling the consolidation process in saturated porous media. In the present method, nodal strain smoothing is consistently introduced into the meshfree approximation of strain and pore pressure gradient variables associated with the saturated porous media. Meanwhile, in order to achieve a consistent numerical implementation, a smoothing approximation of the meshfree shape function within a nodal representative domain is also proposed in the stiffness construction. The resulting discrete system of equations is all expressed in smoothed nodal measures that are very efficient for numerical evaluation. Subsequently the space-time fully discrete equations are further established by the generalized trapezoidal rule for time integration. The effectiveness of the proposed meshfree consolidation analysis method is systematically illustrated by several benchmark problems.

잡음 제거를 위한 윤곽선 보존 기법에 관한 연구 (A Study on the Contour-Preserving Image Filtering for Noise Removal)

  • 유충웅;유대현;배강열
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권4호
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    • pp.24-29
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    • 1999
  • In this paper, a simple contour-preserving filtering algorithm is proposed. The goal of the contour-preserving filtering method is to remove noise ad granularity as the preprocessing for the image segmentation procedure. Our method finds edge map and separates the image into the edge region and the non-edge region using this edge map. For the non-edge region, typical smoothing filters could be used to remove the noise and the small areas during the segmentation procedure. The result of simulation shows that our method is slightly better than the typical methods such as the median filtering and gradient inverse weighted filtering in the point of view of analysis of variance (ANOVA).

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DEM에서 추출한 하천종단곡선의 평활화 방법 고찰 및 새로운 방법의 제안 (Comparison Analysis of Methods for Smoothing the Stream Profiles Extracted from Digital Elevation Models and Suggestion of a New Smoothing Method)

  • 변종민;성영배
    • 대한지리학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.339-356
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    • 2014
  • DEM의 보급과 처리 기술의 발전으로 DEM으로부터 하천종단을 추출하는 것이 과거 어느 때보다 용이해졌다. 하지만 DEM에서 추출된 하천종단은 인위적인 평지 및 계단과 같은 문제점들도 포함하고 있기 때문에, 자연스런 하천종단을 얻어내기 위해서는 평활화 과정을 거쳐야 한다. 그러나 평활화 자체는 원본 하천종단의 변형을 필연적으로 동반하기 마련이다. 지금까지는 평활화로 인한 원자료의 변형에 대해 객관적이고 정량적인 평가가 없었다. 이에 본 연구는 주요 평활화 방법의 특성을 파악하고, 이들의 한계점을 극복하는 새로운 평활화 방법을 제안하며, 이의 유용성을 검증하였다. 본 연구는 보다 정밀한 평활화 방법을 제시할 뿐만 아니라 연구목적에 부합하는 평활화 방법을 선택하는데도 도움이 될 것이다.

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Efficient Meshfree Analysis Using Stabilized Conforming Nodal Integration for Metal Forming Simulation

  • Han, Kyu-Taek
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권7호
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    • pp.943-950
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    • 2010
  • An efficient meshfree method based on a stabilized conforming nodal integration method is developed for elastoplastic contact analysis of metal forming processes. In this approach, strain smoothing stabilization is introduced to eliminate spatial instability in Galerkin meshfree methods when the weak form is integrated by a nodal integration. The gradient matrix associated with strain smoothing satisfies the integration constraint for linear exactness in the Galerkin approximation. Strain smoothing formulation and numerical procedures for path-dependent problems are introduced. Applications of metal forming analysis are presented, from which the computational efficiency has been improved significantly without loss of accuracy.

Smooth Edge Images Based on a Multilevel Morphological Filter

  • Yang, S.Q.;Jia, C.Y.
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2001년도 The Seoul International Simulation Conference
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    • pp.95-98
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    • 2001
  • Edge detection is an important problem in computer vision and image understanding. Because the threshold is difficult to properly determine, edge images gained by the usually gradient-based segmentation methods are often tend to have many disjoint or overlapping boundaries, which makes the edge images spinous. In this paper, a practical multilevel morphological filter is presented for smoothing spinous edge images. The experimental results show that the method is effective in dealing with the images of a target in the sky.

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평균곡률 확산을 이용한 잡음감소 기법 (Noise reduction method using mean curvature diffusion)

  • 예철수;정헌석;김성종;현득창
    • 한국컴퓨터산업교육학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터산업교육학회 2003년도 제4회 종합학술대회 논문집
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    • pp.87-94
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    • 2003
  • Anisotropic diffusion is a selective smoothing technique that promotes smoothing within a region instead of smoothing across boundaries. In anisotropic diffusion, the rate of smoothing is controlled by the local value of the diffusion coefficient chosen to be a function of the local image gradient magnitude. El-Fallah and Gary E. Ford represented the image as a surface and proved that setting the inhomogeneous diffusion coefficient equal to the inverse of the magnitude of the surface normal results in surface evolving speed that is proportional to the mean curvature of the image surface. This model has the advantage of having the mean curvature diffusion (MCD) render invariant magnitude, thereby preserving structure and locality. In this paper, the proposed MCD model efficiently reduces diffusion coefficient at the thin edges using the smoothness of the surface.

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HOG 기반의 적응적 평활화를 이용한 스캔된 영상의 하프톤 잡음 제거 (Halftone Noise Removal in Scanned Images using HOG based Adaptive Smoothing Filter)

  • 허규성;백열민;김회율
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.316-324
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    • 2012
  • 본 논문에서는 영상의 그래디언트의 히스토그램 (HOG)에 기반한 적응적 평활화 필터를 이용하여 스캔된 하프톤 문서의 하프톤 잡음 제거 방법을 제안한다. 하프톤 잡음은 잡음의 편차가 커서 에지 영역과 유사한 특성을 나타내므로 일반적인 에지 보존 평활화 필터를 적용할 경우에는 잡음 제거 효과가 떨어진다. 또한 인쇄물에 주로 사용되는 집중형 도트 방식의 하프톤은 컬러 영상에서 채널간의 간섭 현상으로 인해 모아레 패턴을 생성한다. 따라서 본 논문에서는 스캔된 하프톤 문서의 하프톤 잡음과 모아레 패턴을 효과적으로 제거하기 위해 하프톤 잡음의 방향성에 기반한 적응적 평활화 필터 방법을 제안한다. 하프톤 잡음의 경우 영상의 에지와 달리 등방성을 가지므로 영상을 블록 단위로 나누어 지배적인 에지의 크기와 방향성을 살핌으로써 적응적 평활화 필터를 구성할 수 있다. 실험 결과, 제안하는 방법은 다양한 인쇄 매체를 통해 생성된 하프톤 문서에 대하여 효과적으로 하프톤 잡음을 제거하면서도 영상의 에지를 보존하는 것을 확인할 수 있었다.

선택적 평활화 계수를 이용한 그래디언트기반 탄성파 완전파형역산의 효과적인 정규화 기법 적용 (Application of Effective Regularization to Gradient-based Seismic Full Waveform Inversion using Selective Smoothing Coefficients)

  • 박윤희;편석준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제16권4호
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    • pp.211-216
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    • 2013
  • 일반적으로 평활화 필터는 주변값들과의 차이를 감소시켜 함수를 정규화하는 역할을 한다. 따라서 완전파형역산에 평활화 필터를 적용하면 역산 해를 정규화 할 수 있으며 실제 지하 구조에 가까운 영상을 얻을 수 있다. 다만 단일 평활화 계수를 사용했을 때는 지층 형태나 속도변화에 관계없이 동일하게 평활화가 이루어지므로 지층간 경계면이나 단층 등의 구조가 불명확해지는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 단일 평활화 계수가 아닌 역산 반복 과정에 따라 선택적으로 평활화 계수를 조정하는 정규화 기법을 개발하였다. 먼저 파형역산에 적합한 탐사자료의 주파수 대역과 그에 대응하는 파수 범위를 분석하였다. 분석한 파수 범위에 적합한 평활화 계수를 선정하기 위해 평활화 필터의 파수 스펙트럼에서 99백분위수에 해당하는 파수를 유효최대파수로 결정하였다. 선정된 평활화 계수를 반복역산에 따라 다르게 적용하여 여러 주파수를 동시에 이용하는 멀티-스케일 완전파형역산을 구현하였다. 암염 모델과 같은 속도대비가 큰 지질구조에 대해 성공적인 역산결과를 얻음으로써 본 연구에서 개발한 평활화 계수 선택기법이 효과적인 정규화 과정을 구현한다는 것을 알 수 있었다. 또한 무작위 잡음이 더해진 인공합성 음원모음 자료에 대한 수치예제를 통해 현장 자료에 대한 적용 가능성도 확인할 수 있었다.