基于改进能量核的下肢表面肌电信号特征提取方法

由于表面肌电信号(sEMG)具有非平稳、非周期和混沌等特性,导致传统的特征值提取方法存在实时性与准确性难以兼容的问题,基于此提出一种基于sEMG的改进能量核特征提取方法,对采集到的肌电信号进行处理。首先,在EMG振子模型的基础上,详细描述了新提出的"阈值矩阵计数"(threshold matrix count,TMC)特征提取方法;然后,通过在腿部10块不同肌肉表面粘贴肌电传感器来检测下肢不同运动过程中的肌电信号;采集到所需肌电信号后,对10块肌肉上的肌电信号分别进行特征提取,得到10个不同的特征向量x_k,并对其进行分析,选取了4块肌肉作为有效肌肉;最后将有效肌肉的特征向量x_k组合整理,得到特征矩阵X_k,将其输入BP神经网络进行训练,对4种运动模式进行识别。实验结果表明,提出的能量核特征提取方法相比于传统的两种能量核特征提取方法,运算效率分别提升了13倍和9倍;同时,相比常用的时、频域特征提取方法,训练后得到的模型具有更好的稳定性,平均识别精度为95.2%。

一种基于艺术网点加网的图像防伪技术研究

防伪技术泛指为防止真品被非法仿造和复制而形成的技术,其手段多种多样。数字印刷领域常用的防伪技术包括特殊承印物、水印、特殊网纹图案以及防伪油墨等。本文在数字加网技术的基础上研究了一种基于微观艺术网点加网的图像防伪技术。首先对数字印刷防伪技术及目前的需求进行了分析,而后提出了微观艺术网点加网的思想。通过模板法和阈值矩阵法两类加网算法建立了微观艺术网点生成模型,并设计实验流程和方案,对原稿图像进行微观艺术网点加网和普通网点加网,比较了两种不同网点加网效果,验证了微观艺术网点加网的的防伪性能。

灰度-梯度共生矩阵模型的加权条件熵阈值法

基于二维灰度直方图的最大熵阈值法是依据"灰度-灰度均值"构成直方图的图像分割方法,该方法着重于图像的内部信息,忽略了边界区域的信息。应用图像的梯度信息建立"灰度-梯度共生矩阵",构造图像的二维灰度直方图,结合最大条件熵法进行阈值选取。为了充分提取图像内部和边缘信息,提出了二维加权最大熵阈值法。结果表明,该方法一方面能够保留更多的图像边缘信息,另一方面能够根据实际需要调节权值大小,得到兼顾图像内部和边缘信息的分割结果。

基于三维Otsu法的红外图像阈值分割

常用的阈值分割方法在对红外图像进行分割时,由于红外图像本身的特点,会出现准确性不高的问题。为此,提出一种基于灰度-平均灰度-梯度直方图的三维Otsu法,使用稀疏矩阵和改进的粒子群优化(PSO)算法,并在标准PSO算法中加入判断早熟停滞的因子,进行最佳阈值的选取,以提高运算速度,保证准确度。实验结果表明,该方法能够快速有效地对红外图像进行分割。

膜厚控制过程中反射颜色变化的计算机模拟

运用递推矩阵法计算了光学多层膜的可见光透射率 ,描绘出可见光频谱的透射率曲线。确定了透射率曲线与 CIE标准色度学系统三刺激值的转化关系 ,进而通过标准三刺激值与计算机 RGB三刺激值的对应转化 ,在计算机上直观模拟出了膜层的颜色随厚度变化的关系。软件的以上功能通过 VC编程实现 ,设定膜层数和厚度等参数之后 ,可以对膜的颜色随厚度变化的关系进行全程模拟 ,并在色度图上标注出对应位置。

系统分析法在害虫防治理论上的应用研究

本文从理论上研究了系统分析法在害虫防治上的应用。全文分４个部分：１．系统分析法在作物产量损失计算上的应用；２．由作物产量损失评价农药效果；３．经济损失意义下药物效果评价；４．经济阈值向量的一种确定方法，防治适期预测等控制问题。文中方法从理论上讲，对种群结构较为复杂，一年多世代发生，世代重叠，不只一个虫态（龄）造成损害的情况具有更加特殊的重要性，对种群结构较为简单的情况亦适用。文中涉及的产量均指作物产量，试验中测出的生物产量损失用模拟方法折算为作物产量损失，或者直接用对照的方法测出模型中作物产量损失参数。

基于中值的平方距离对称共生矩阵阈值化方法

对灰度概率分布呈现偏斜和重尾的一类图像的阈值选取问题进行了研究.鉴于应用均值方法进行分类估计出现偏差的问题,本文应用中值方法进行修改,使图像阈值的选取更加合理.基于平方距离的对称共生矩阵阈值方法,在对称共生矩阵上定义了区域中值,提出了基于中值进行分类统计的平方距离对称共生矩阵阈值法,并给出了多阈值分割计算式.与Otsu′s法、基于平方距离法的分割比较表明:本文提出的方法不仅对于分类概率呈现偏斜和重尾的情况分割效果突出,而且由于考虑了图像的空间信息,与基于中值的Otsu′s法相比,所提取的目标信息更加完整,边缘更加清晰;对于小目标类的图像,该方法也具有良好的阈值选取效果.为进一步说明该方法的正确性和有效性,基于标准分割图像进行了误分类误差计算,结果表明所提出的方法误差值能够达到最小.

基于群索索力域的斜拉桥结构性能状况评估

针对目前依据单根斜拉索索力值变化评估斜拉桥运营健康状态的不足,提出一种基于群索索力域映射斜拉桥性能状况的方法。该方法基于蒙特卡罗法模拟获得斜拉桥群索索力域,在实测索力与群索索力域间做相异度最小寻值,根据桥梁结构不同的极限状态定义评估阈值。以国内某已建24年的大跨径预应力混凝土斜拉桥为工程实例,基于近6年(2013~2018年)实测索力数据,依照提出的新评估方法与传统评估方法对主梁结构性能状态进行评估。结果表明:传统评估方法仅得出2013年单根索力变化幅值超限的结论;新评估方法得出2013年、2018年主梁跨中截面存在消压风险,需要持续跟踪关注。该方法可定量、直观地分析评估群索索力变化对桥梁结构受力状况的影响,为桥梁的科学管养决策提供依据。

高成品率DFB激光二极管的设计及制备

设计并制作了一种新型分布反馈(DFB)光栅激光二极管结构。采用传输矩阵法模拟得到了不同光栅耦合因子、不同结构下随机相位对归一化阈值增益差和性能参数分布的影响;对高于阈值增益情况下激光二极管的特性进行了分析,结果表明随着激光二极管偏置电流的增加,光场平坦因子和归一化阈值增益差几乎保持不变,激光二极管单模稳定性好;模拟得到了光谱随偏置电流的变化,不同偏置电流下光谱的边模抑制比均大于40 dB。采用全息光刻技术结合普通光刻技术制备了新型DFB光栅。相比于均匀光栅激光二极管,新型DFB光栅激光二极管性能参数一致性更好、成品率更高,成品率达到80%以上。

超快强场下低能光电子的研究进展——解析R矩阵半经典轨迹理论

该综述回顾了近期解析R矩阵方法结合半经典理论的发展,介绍其应用于线偏振光场下单活跃电子系统中的求解强场电离概率幅的过程[Torlina L,Smirnova O 2012 Phys.Rev.A 86 043408].解析R矩阵方法通过内外区域分割,可以获得对外区光电子的半解析描述.内区能够提供良好定义的边界条件,外区光电子波函数则可近似为Eikonal-Volkov解.进一步,使用稳相近似,可以将电离概率幅中的积分近似为半经典轨迹及相应相因子对应的分量之和.基于该方法讨论了不同电离时刻隧穿而出波包的形状,近似表现为以半经典轨线为中心的高斯型.在外光场与库仑势同时存在的情况下,亚周期非绝热修正对电离概率有不同的影响.作为特殊的案例,文中重点讨论在复时间平面上使用纯光驱动轨迹与库仑修正相因子研究光电子返回母核附近发生软回碰过程中的一系列关键环节以及对低能结构的影响[Pisanty E,Ivanov M 2016 Phys.Rev.A 93043408].在引入库仑势后,使用传统积分曲线存在一定的问题,因积分路径可能遭遇分支-切割面导致积分函数丧失解析性.为了克服该问题,隧穿电离后演化过程的时间被拓展到复平面,电子轨迹允许具有虚部.当回碰发生时,需要谨慎处理复时间平面上的分支-切割面.研究发现,复平面上的导航方法与最接近时间有关,最接近时间总存在于一对分支-切割面之间,它可以帮助规避不连续路径.最接近时间解的集合形成丰富的几何结构,使电子在回碰过程中表现出有趣的性质,与低能结构有关的回碰信息就隐藏在这些几何结构中,我们讨论了最接近时间方程解的拓扑结构随参数的变化以及设计路径搜索算法的依据,介绍了实验上与低能结构相关的可能观测到的现象.

缺失数据的混合式重建方法

缺失数据的问题在各领域中是不可避免的,而传统的数据挖掘算法在处理不完整的数据集时表现不佳。本文将协方差矩阵及协方差矩阵的行列式应用于粒子群优化算法的适应度函数中,并以迭代的方式得出最佳阈值,再使用最佳阈值进行基于进化聚类算法的缺失值重建,解决了阈值的选取困难及其对数据重建结果的影响问题。然后,在自联想极限学习机中调用具有最佳阈值的进化聚类算法,解决了自联想极限学习机输入权值选择的随机性。最后,选取6个UCI标准数据集及9个激活函数来进行验证。实验结果表明,相对于现有的大多数数据重建方法,所提的混合式重建方法可以更有效地完成缺失数据的重建。

稠密气-固流中介尺度结构的识别

在冷模气-固流化床实验装置中,研究了鼓泡床与湍流床内的介观两相流动结构。测量了床层内不同轴、径向位置处的瞬时固含率脉动信号,编写了Matlab软件对光纤信号进行解耦。采用三阶统计矩法(偏斜度法)确定了气泡相阈值,发现在床层中心区域,气泡相阈值在0.26~0.35内变化。气泡相与乳化相的平均固含率随气速的增大而减小,颗粒聚团的平均固含率在0.550~0.555之间变化,基本不受操作气速以及径向位置变化的影响,颗粒聚团的出现频率在0.5~3.2Hz之间变化。

冠脉造影图像序列的时空滤波

为了降低冠脉造影图像的噪声、提高冠心病临床诊断的准确率,达到低X-射线辐射剂量的前提下获得高质量图像的临床应用目的,提出一种冠脉造影图像序列的时空滤波方法。将小波降噪中的阈值降噪思想引入到快速离散正交S变换(FDOST)中,提出了基于FDOST的软阈值降噪算法对冠脉造影图像进行空域滤波;使用小波降噪对冠脉造影图像序列进行时域滤波,充分利用小波降噪的时间平滑性;加入预处理环节,使用海森矩阵增强冠脉造影图像中的线状结构。仿真及实验结果表明了降噪后的图像信噪比和对比度相比原图像大幅提高,说明了该方法适用于低剂量辐射下的冠脉造影图像序列降噪。

具有顾客止步、插队和中途退出行为的多服务台优先权排队系统

在实际排队系统中,顾客可能会出现各种不同的行为,本文主要研究了同时具有顾客止步、插队和中途退出三种行为的优先权排队系统。首先,本文基于顾客的止步、插队和中途退出行为构建了依赖系统状态的三段式输入率和服务率的多服务台排队模型,且采用收益-费用结构函数确定分段阈值。其次,本文研究具有顾客止步、插队和中途退出行为的普通排队系统和强占优先权排队系统。本文利用拟生灭过程对问题建模并使用矩阵分析法对模型进行求解,推导了两个排队系统的稳态概率的表达式并计算了相关的性能指标。通过数值分析,本文说明了顾客的止步、插队和中途退出三种行为对系统性能带来的影响是不容忽视的。

融合反距离加权和矩阵填充的位置指纹库构建

为解决位置指纹定位在离线阶段构建位置指纹库时耗费的人力和时间成本较大,构建指纹库效率低和利用空间插值法构建的指纹库精度不高的问题,提出了一种融合反距离加权和矩阵填充的位置指纹库构建算法。该算法仅需人工采集定位区域内少量参考点的接收信号强度值用作信标点指纹信息,结合反距离加权算法特性计算出次信标点指纹信息,根据位置指纹库数据矩阵的低秩性,应用奇异值阈值矩阵填充算法构建出位置指纹数据库。仿真实验结果表明,所提算法有效降低了矩阵填充算法构建位置指纹库所需的人工和时间成本,构建出的位置指纹库定位性能优于反距离加权和克里金空间插值法,接近传统人工采集法,显著地提高了位置指纹库的构建效率。

压缩传感理论、优化算法及其在系统状态重构中应用

分别对压缩传感理论、优化算法及其在系统状态重构中的应用3个方面进行了研究.在压缩传感理论方面,包括对所压缩信号的稀疏或低秩要求、编码测量以及与优化算法之间的关系进行了较为深入的研究,重点分析了原始信号的稀疏与低秩之间的关系、测量矩阵与压缩矩阵之间的关系、满足限制等距特性(RIP)的测量矩阵,以及由压缩传感理论提供的最少测量次数.在压缩信号重构过程中所需要采用的优化算法,着重讨论了核函数的凸优化问题描述,分别对常用的优化算法,包括最小二乘(LS)法、最大熵法、极大似然法和贝叶斯方法的求解过程中所用到的性能指标、优化目标和求解条件等进行了归纳与特性分析.对量子态估计中的交替方向乘子法(ADMM)以及作者最新提出的迭代阈值收缩法(IST)进行了专门的性能对比,并通过量子位分别5、6和7情况下纯态估计的应用为例,对不同测量比率对参数估计性能的影响,以及算法在不同量子位数下性能的表现,进行了不同层次上的对比和分析,完整地阐述基于压缩传感理论与优化的系统参数估计的研究过程.