辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
给定物体三刺激值, 重建物体反射率在跨媒体颜色复制领域有着重要应用。 常见的重建反射率算法包括基向量法、 维纳估计法、 加权伪逆方法等, 这些方法大多都是为了建立由低维度三刺激值或者RGB向高维度光谱反射率的映射关系, 以重建的反射率与原始反射率的接近程度为评价指标, 并且需要光谱反射率数据进行训练。 但是很多工业领域在产品设计时都需要考虑到颜色恒常性(CII)问题, 以保证产品颜色在不同光照条件下具有相近的颜色表现。 光谱反射率是决定物体颜色恒常的重要属性, 为解决重建反射率进行颜色复现后产生颜色恒常性问题, Takahama 和Nyatani提出具有颜色恒常性的线性规划光谱反射率重建方法, 测试结果发现该方法重建的反射率呈现出类似“台阶”的形状, 与实际物体色反射率差别太大。 之后, Berns等在Takahama和Nyatani算法基础上, 增加了色相角等约束, 但重建出的反射率波动太大。 Li和Luo提出具有光滑约束的二次规划颜色恒常性重建反射率算法, 重建的反射率具有光滑性, 比较接近实际物体色的反射率。 提出一种非线性约束优化方法重建物体反射率, 使之具有良好的颜色恒常性和光滑性。 文中使用标准Munsell色卡中1 560个色块测量的反射率数据集对新算法进行测试, 并与其他方法进行比较。 结果表明, 该方法不仅在重建反射率的颜色恒常性指标上远比Takahama和Nyatani方法, Berns等的方法以及Li和Luo的方法要好, 而且重建反射率与原始反射率接近程度指标: 均方根误差(RMSE)和拟合优度系数(GFC)也好于其他方法。 因此该新方法对重建反射率时具有颜色恒常性要求的行业有着重要的应用价值。
光谱反射率重建 颜色变换指数 非线性规划 色适应变换 颜色恒常性 Spectral reflectance reconstruction Color inconstancy index Nonlinear programming Chromatic adaptation transform Color constancy 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1044
华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102206
传统的波分复用网络采用固定栅格，已无法满足网络需求。提出一种改进的基于图着色理论的路由选择频谱分配(GT-RSA)算法。首先，使用前k条最短路径算法确定备选路由集合，根据各备选路由集合建立备选路由关系图；然后，使用图着色理论的混合整数线性规划模型进行选路，根据分支定界的饱和度最大优先算法得到优解，同时完成频谱的路由着色分区分配；最后，采用分区前后适配(PAR-FLF)算法对业务完成频谱资源的分配。仿真结果表明：GT-RSA算法具有更低的频谱资源消耗、阻塞率以及更高的平均链路连续率。
弹性光网络 图着色理论 混合整数线性规划 带宽阻塞率 elastic optical network graph coloring theory mixed integer linear programming bandwidth blocking rate
1 国网河北省电力有限公司 信息通信分公司, 石家庄 050021
2 天津大学, 天津 300072
针对传统弹性光网络采用专用路径1+1保护策略存在资源浪费的问题, 文章提出了一种共享链路保护策略。在检测到链路故障后, 柔性光转发器切换至共享保护链路, 并根据业务的优先级和请求频率重排业务权重, 依据业务权重提供差异化的路由和频谱分配。此外, 文章提出一种以物理网络拓扑结构、业务需求集合和优质业务量占比为约束条件, 以最小化频谱隙利用率为目标, 具有业务区分的路由和频谱分配方法。理论分析和仿真结果表明, 与传统的1+1保护方法相比, 所提保护策略在降低网络拥塞率的同时, 可以最多节省38%的频谱资源, 能够最大限度地实现备份频谱资源的共享。
弹性光网络 专用保护 业务感知 整数线性规划 elastic optical network dedicated protection service awareness integer linear programming
1 中国民航大学,a.基础实验中心
2 中国民航大学,b.航空工程学院
3 中国民航大学,c.电子信息与自动化学院, 天津 300300
在考虑降低测试与维修成本的基础上,通过建立一种以费用函数作为目标函数的数学模型,将航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题转化为非线性规划(NLP)问题,针对此NLP问题,采用粒子群优化算法与序列二次规划算法相结合的混合优化算法,充分发挥前者较强的全局搜索能力与后者较强的局部精确搜索能力对问题模型进行求解,为航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题提出了一种最优的求解方法。结果表明,与单独使用PSO和SQP算法相比,使用混合算法能更快地取得最优值,验证了所提分配方法的可行性。
航电系统 测试性指标 费用函数 非线性规划 avionics system testability index cost function nonlinear programming
1 四川卫生康复职业学院人文社科部，四川自贡 643000
2 西南科技大学计算机科学与技术学院，四川绵阳 621010
为提高无线 Mesh网(WMNs)的容量，提出一种将自由空间光 (FSO)技术集成到现有基于 RF的 WMNs中的解决方案。首先，基于每个节点预期的长期上行和下行流量需求，构建一个整数线性规划 (ILP)，用于 FSO收发器和 RF链路调度的联合分配，以找到关键位置节点，对这样的节点升级后，能够最大限度地提高整个网络的容量；其次，为了避免原始 ILP的复杂性，提出一种概率贪婪调度算法，以非常低的计算成本计算出一个可行解，作为比较基准，还提出了一种模拟退火算法。仿真实验结果表明，采用对若干关键位置的节点进行升级，可以提高网络容量。
无线 Mesh网 有向图 FSO技术 整数线性规划 链路调度 容量提高 Wireless Mesh Networks directed graph FSO technology Integer Linear Program link scheduling capacity improvement 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(1): 60
1 信息工程大学，河南 郑州 450001
2 中国天绘卫星中心，北京 102102
针对增量式运动恢复结构算法在无人机影像三维重建中运行效率低的问题，提出了一种基于关系图的无人机影像批处理重建方法。利用无人机低精度的位置姿态测量系统数据概略估算影像间的重叠关系，在关联影像之间进行尺度不变特征变换匹配，使用随机抽取一致性算法和三视图约束进一步剔除弱关联的影像连接关系，再通过深度优先搜索得到最终参加重建的影像集连通分量，构建出强关联的稳健影像关系图。然后，根据影像相对位姿参数，由最小二乘法解算全局一致性旋转参数，利用三视几何约束和线性规划求解全局一致位置参数，最后进行一次光束法平差优化。实验结果表明: 与经典的增量式重建Bundler算法相比，该方法运行速度至少提高了2.6倍，且生成的三维点数量增加了76.5%，更真实地恢复出场景的几何形态。该算法在改善重建效果的同时提高了处理效率，能够满足无人机快速响应应用的需求。
无人机 三维重建 关系图 三视图 线性规划 UAV three-dimensional reconstruction diagram three views linear programming
1 西安电子科技大学 综合业务网国家重点实验室, 西安 710071
2 西安交通大学 电信学院, 西安 710049
3 武汉邮电科学研究院 烽火通信有限公司, 武汉 430074
弹性光网络可大幅度提高频谱利用率并为用户提供灵活的带宽粒度.为改进已有弹性光网络的选路与频谱分配算法，建立了描述弹性光网络中选路与频谱分配问题的整数线性规划模型，提出两种分别基于最多频隙数优先和最长路径优先与业务疏导结合的启发式算法，以进一步提高频谱利用率，设计了所提算法的重排序准则和流程.对小型6结点、中型14结点和大型19结点等三种不同网络拓扑进行仿真实验，结果表明，所提算法可有效提高已有算法的频谱利用率.
选路算法 启发式算法 性能评估 选路与频谱分配 业务疏导 弹性光网络 整数线性规划 Routing algorithms Heuristic algorithms Performance evaluation Routing and spectrum assignment Traffic grooming Elastic optical networks Integer linear programming
清华大学电子工程系清华信息科学与技术国家实验室，集成光电子学国家重点实验室, 北京 100084
随着光网络规模的不断扩大，多维度可重构光分插复用器(ROADM)已成为下一代通信网络的关键节点技术。然而由于无阻塞的高维度交换矩阵的实现代价高，不对称的交换架构(即光节点内部存在不连通的端口)可能被广泛应用。为解决考虑端口连通性限制的路由与波长分配问题，建立了其整数线性规划(ILP)模型，并提出了3种考虑端口连通性(IPCA)的动态路由机制，包括基于K最短路(KSP)的IPCA(IPCA-KSP)机制、IPCA-Dijkstra机制与全路径搜索机制。仿真显示，全路径搜索机制采用枚举的方法可找到最短路径，但其阶乘量级的复杂度是无法容忍的。基于IPCA-SKP机制不能保证找到最短路径，且仅在小规模网络比较有效。而IPCA-Dijkstra机制通过修正经典Dijkstra算法的路径搜索过程，能够以较低的复杂度找到最短路径。
光通信 光网络动态路由 整数线性规划 可重构光分插复用器 不对称交换 端口连通性限制
1 同济大学 电子与信息工程学院, 上海 201804
2 北京大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
针对IP over WDM网络, 建立了整数线性规划(ILP)最小功耗模型, 计算了满足峰值业务需要开启的设备数目; 对于低峰业务提出休眠机制, 分别利用最小光路数算法与最小跳数算法, 在保证连接无阻塞的情况下找出空闲设备, 对比峰值业务得到不同算法下的设备使用率, 确定IP over WDM网络的节能潜力。结果表明, ILP优化模型的网络功耗最小, 最小光路数算法次之; 低峰业务下利用休眠机制可以关闭设备的比例占40%~60%; 采用最小光路数算法的休眠机制节能效果较优。
IP over WDM网络 休眠算法 功耗模型 整数线性规划 IP over WDM network sleeping algorithm power consumption model ILP
