A Brief Primer on the Legendre Transformation

Guidance is offered for understanding and using the Legendre transformation and its associated duality among functions and curves. The genesis of this paper was encounters with colleagues and students asking about the transformation. A main feature is simplicity of exposition, while keeping in mind the purpose or application for using the transformation.

基于改进高斯滤波算法的图像去噪方法

随着激光技术在光学测量和精密加工等领域的应用日益广泛,对图像的质量要求也越来越高。然而,在实际应用中,图像常常受到散斑噪声的影响,导致图像质量下降。现有方法由于采取的平滑技术较为简单,对于散斑噪声的抑制能力有限,为此,设计基于改进高斯滤波算法的图像去噪方法。测试结果表明,设计方法展现出了优秀噪声抑制性能,保留了图像的主要特征。

互感器试验智能平台研究

文章旨在研究智能平台在互感器试验中的应用,以提高试验效率与准确性。智能平台由便携式控制箱、校验仪、升压器、高压隔离开关和高低压自动切线模块构成。通过自动切线原理,可实现互感器的工频耐压试验与误差测量。便携式控制箱包含电流表、电压表、旋转开关等元器件,可实现试验参数控制与监测。通过对比手动与自动试验发现,智能平台能显著减少互感器试验时间,且结果与手动试验无明显差异,提高了试验效率与准确性。

改进人工蜂鸟算法的无线传感器网络部署优化

人工蜂鸟算法在求解高维度复杂优化问题时,易陷入局部极小值,导致算法收敛停滞。提出一种改进的人工蜂鸟算法(improved artificial hummingbird algorithm,IAHA),并用其优化无线传感器网络部署。首先对蜂鸟个体和最优蜂鸟之间距离进行正切函数变换,以最优蜂鸟位置为基准,以变换的距离为飞行尺度,提出一种新的觅食策略。其次,在迁徙觅食阶段,使用柯西分布对最优蜂鸟信息进行扰动,将扰动结果赋予最差蜂鸟,取代基本人工蜂鸟算法的随机赋值方法。在12个基准函数上的数值实验表明,IAHA的寻优性能优于6种对比算法。在4种监测区域上进行了无线传感器网络部署优化仿真实验,结果表明,IAHA获得的平均覆盖率高于对比算法,且传感器分布均匀,适合求解无线传感器网络部署优化问题。

智慧输电线路多业务共享OPGW接续技术及工程应用

随着智慧输电线路加快建设及新通信业务不断出现,如何构建安全可靠的信息通道成为亟待解决的重大问题。文章结合大芯数OPGW工程应用,提出多业务共享OPGW光纤接续点选择模型及算法,满足新业务装置对搭挂输电铁塔高度的特殊要求;研究直线塔改造为接续点的方法,满足搭挂光纤接头盒技术要求;研发分层结构可插拔光纤接头盒,实现多业务共享OPGW。研究成果在实际工程中成功应用,有效解决了OPGW投入运行后的接入难题和供需矛盾,为智慧输电线路等新业务近距离提供了安全可靠优质光纤通道,全面推广应用前景广阔,经济和社会效益显著。

基于邻域粗糙集与多核支持向量机的变压器多级故障诊断

针对传统变压器故障诊断过程中故障征兆与故障类型间映射关系的不确定性及模糊性问题,根据粗糙集知识与多核学习理论,构建了一种变压器多级故障诊断模型。该方法基于溶解气体分析（DGA）诊断标准,以5种特征气体及16种气体比值作为初始特征量,并利用邻域粗糙集知识按属性重要度大小获取在所诊断故障类型上高重要度的最小故障特征信息集。在深入挖掘DGA所含故障信息的基础上,建立分级故障诊断模型,以二分类支持向量机作为分类器,利用最小故障特征信息集进行多级故障诊断。此外,采用反正切变换处理各输入特征,避免了油中溶解气体长尾分布而导致的误分情况;同时,各支持向量机皆采用多核学习,以解决单核支持向量机数据敏感性强,鲁棒性低的缺陷。实例分析表明：与传统特征量相比,新提出特征量下的各诊断层准确率均能较稳定的达到88%以上,且最小运行时长可达0.337 5 s,具备提高分类精度,减小运行时间与算法结构的明显优势。另外,与传统故障诊断方法相比,该多级诊断的模型不仅能更深层次挖掘故障特征信息,降低冗余特征信息的复杂性,并且可有效提高诊断平均准确率3%以上,具有更高的准确度与可靠性。

基于PML边界的有限差分法及其在光波导泄漏损耗计算中的应用

利用结合完美匹配层 (PML)边界的有限差分法计算了光波导的泄漏损耗 通过采用非均匀格点差分格式和反正切坐标变换的方法 ,有效地减小了计算量并提高了计算精度 分析了PI(polyimide)掩埋型波导和SOI(silicon on insulator)脊型波导两种典型结构的泄漏损耗 ,给出了波导结构尺寸对泄漏损耗的影响 。

小波变换用于介损数字化测量的仿真研究

在线测量介质损失角正切 (tanδ)时 ,信号易受干扰 ,畸变严重时 ,即使采用傅里叶变换 (FT)也会出现较大的误差。本文根据小波分析的基本理论 ,结合损失角测量中的波形特征 ,提出了利用小波变换来提取基波信号计算tanδ的检测方法。并对不同特点的小波及FT进行了仿真研究与比较 ,结果验证了该方法的有效性。最后 ,分析了产生误差的原因 。

基于小波域反正切变换的红外图像增强算法

针对红外图像对比度低、噪声大的特点,利用由信息熵、信噪比和图像标准差构成的评价函数,提出一种平稳小波域的红外图像增强算法。以反正切变换为基础,设计在平稳小波域内增强红外图像对比度的非线性变换函数,并利用差分演化算法与评价函数,寻找最优的非线性变换参数。实验结果表明,与传统的小波域增强算法相比,该算法在有效增强红外图像对比度的同时,对噪声具有较强的鲁棒性。

平稳小波域红外图像增强的反正切变换法

针对红外图像噪声大、对比度低等特点,提出一种平稳小波域的红外图像增强方法。综合运用信息熵、信噪比和图像的标准差构造增强后图像的评价函数。结合红外图像的特点,利用反正切变换设计一种简单有效的非线性变换函数用于在平稳小波域内增强红外图像的对比度。该算法用差分演化算法结合构造的评价函数,寻找最优的非线性变换参数。实验结果表明,所提出的算法在有效增强红外图像对比度的同时又对噪声有较强的鲁棒性。所提出的算法综合性能优于两种传统的同类方法。

改进的基于弦切变换的目标检测方法

在计算机视觉中形状是目标识别和检测的重要特征,针对目前许多基于形状特征的检测方法信息不够丰富,容易受边缘缺损变形等方面的影响,不具有局部特性,尤其是在许多复杂环境下很难实现对目标的正确检测等不足,提出了一种基于弦切变换理论在有限的目标边缘点信息基础上提取几何形状特征及相应的目标检测方法。该特征具有平移、旋转以及缩放不变性,基于此特征进行的目标检测能有效的得到目标的中心位置以及相关的二维运动参数,即使在一些复杂环境以及目标边缘部分失真或缺损的情况下也具有一定的鲁棒性。但由于边缘本身容易受到图像质量、对比度以及量化误差等影响,从而影响算法的精度。因此,文中通过融合丰富的灰度信息,使表征目标的特征更加丰富和完善,在形状和灰度的共同约束下提高检测的正确率和精确性。通过对多组图像序列进行仿真实验,结果表明了算法的有效性,及其在准确性和精确性上的提高,改进后待测目标与模板之间的匹配率可达90%以上。

基于边缘切线方向连接的线段检测方法

关于图像线段检测优化问题,传统线段检测方法存在无法给出线段端点和长度、无法同时检测直线段和曲线段等不足,提出了一种从图像中检测直线段或者曲线段的方法,基本思路是假定图像中边缘点的边缘切线将邻域切分成两个区域,根据两个区域之间的均方差与均值的差异来寻找边缘切线方向,然后逐点连接切线倾角变化微小的相邻边缘像素得到线段。由于在相邻像素间移动模板时,只有模板边缘行列的像素对新的评估函数值产生影响,进一步给出了一个加速策略,使得计算连续边缘点切线方向的时间效率等同于枚举一个梯度算子。改进方法能够很好的判断出直线段或曲线的间断点,对于有较好对比度的灰度图像曲线段检测,传统的检测方法更快更准确。

基于反正切变换的相控阵天线相位校准方法

初始相位校准是影响相控阵天线工作性能的关键环节之一,为实现无人机微波着陆引导设备对飞行器的精确引导,需要对其相控阵扫描天线各阵元的初始相位误差进行精确估计与补偿。针对这一问题,提出一种相控阵天线初始相位校准方法。该方法在固定角度测量随阵元移相器相移值改变而变化的合成信号功率值,通过反正切变换建立初始相位误差与测得功率值的关系。对曲线拟合法、旋转矢量法以及反正切变换法的仿真及对比分析表明,反正切变换法的相位校准精度优于其他2种方法,并且工作时间缩短,从而验证了反正切变换法的可行性。

多分辨率迭代切距离及其在目标识别中的应用

针对在目标识别过程中切距离的线性逼近、易陷入局部最优的局限性,提出了一种新的仿射变换不变距离度量,即多分辨率迭代切距离(MITD),并将其用于仿射变形下的目标识别。MITD将迭代切距离嵌入多分辨率框架,计算模板图像和实时图像之间的变换不变距离,以扩大算法的收敛域,提高目标识别算法的识别概率。实验结果表明,所提出的基于MITD的目标识别方法较基于欧氏距离(ED)和切距离(TD)的算法具有明显优势,优于基于迭代切距离(ITD)的算法,具有较高的鲁棒性。

采用反正切变换降低小波去噪对野值的敏感性

对存在野值和较强噪声的非平稳时间序列,为提高小波阈值去噪在低频信号分解中的准确性和稳健性,采用反正切变换将原始非平稳时间序列转换成新的更平稳的序列,以提高信噪比,并抑制野值的不利影响。通过解析分析,解释了反正切变换抑制野值的成因,并优化了其中的参数。采用已知信号的数值实验(仿真)证明,反正切变换能够提高对野值的抵抗能力,改善小波阈值去噪的效果。应用于风速时间序列的去噪表明,新方法能够有效抑制风速里的野值,获得更符合实际的风速信号。

应用弦切变换提取几何特征实现目标检测

提出了应用弦切变换(CTT)来提取目标几何形状特征的方法,并基于对提取形状特征的匹配实现了对二维目标的检测。介绍了弦切变换的理论依据和算法的实现过程,同时进行了误差及可靠性分析。分析和实验表明,由于CTT可基于边缘点信息提取出更有意义的几何形状特征,这种几何特征不但具有平移、旋转和缩放的不变性,同时还可以输出目标相对于模板的旋转角度、缩放尺度等运动参数信息,因此,该方法在一定程度上克服了传统方法中灰度特征易受复杂环境和光照变化等影响的缺点,同时该特征对于目标边缘的部分失真或缺损也具有一定的鲁棒性。最后,对多组复杂环境下的图像序列进行了仿真实验,实验结果显示,检测的平均成功率达90%以上,而且在目标缺失或变形达到40%时,仍能得到比较准确的检测结果,这些结论验证了该方法的有效性。

ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗模型研究

为了了解添加纳米颗粒对变压器油介质损耗角正切值的影响情况,采用ZnO半导体纳米颗粒制备改性变压器油,在此基础上,研究了纳米改性变压器油介质损耗角正切值随纳米颗粒体积分数和环境温度的变化规律,提出了基于电导损耗和纳米颗粒松弛极化损耗的理论模型,并用来解释纳米改性变压器油介质损耗角正切值的变化机理。实验结果表明,添加ZnO纳米颗粒将明显增大纳米改性变压器油的介质损耗角正切值,且介质损耗角正切值随纳米颗粒体积分数线性增长,随环境温度呈指数型增大;同时所提模型的计算值较好地吻合了实验测量数据。进一步分析表明,ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗角正切值主要取决于电导损耗,纳米颗粒松弛极化损耗的影响很小。

有限元分析中的曲梁单元切线刚度矩阵

利用变分原理，推导了两节点二维曲梁单元几何非线性的单元切线刚度矩阵。为了便于进行结构分析，给出了非节点荷载和坐标变换的处理方法。算例表明本文为解决结构大变形、小应变问题提供了可靠实用的计算方法。

一类Wick型随机偏微分方程的白噪声泛函解

利用指数函数法给出了复系数方程V_(xx)+a(t)V_(tt)+b(t)sin(t)=0的精确解,并在Kondratiev分布空间(S)-1-上,利用随机分析和白噪声分析,给出Wick型随机复合方程Vxx+a(t)V_(tt)+b(t)sin(t)=0的白噪声泛函解.

三维形状部分相似性匹配的逐点配对方法

为了计算2个三维模型可能存在的部分对应表面的形状相似问题,提出一种基于2个三维模型表面之间所有的点与点配对的三维形状匹配方法.在2个不同的部分中独立确定匹配的旋转参数与平移和尺度缩放参数,从而避免了形状匹配中计算量巨大的问题.其中,形状匹配的旋转参数通过匹配2个三维表面法线获得;平移和尺度缩放参数由2个三维表面对应点处切平面的结构关系确定.实验结果表明了该方法的可行性.