图谱理论在文本图像二值化算法中的应用

常用的阈值二值化方法不能很有效地分割出文本图像,而利用图谱理论的思想可以清晰有效地对文本图像进行二值化分割。针对传统的图谱理论分割图像算法计算量大、空间复杂度高的不足,提出了利用直方图灰度等级代替像素级,在此基础上近似计算了权函数的参数,算法的计算量和复杂度都有所降低。实验结果表明,该方法大大降低了计算的复杂性,在速度上优于传统的图谱理论分割方法,质量上优于常用的二值化分割方法。

基于图谱理论的电力系统关键节点识别方法

引入图谱理论从数学角度建立了电力系统网络拓扑图的有效电阻矩阵,并基于有效电阻矩阵提出了节点耦合关键度指标。通过对节点耦合关键度累积概率分布进行分析,验证了电力系统的无标度特性,进而将节点耦合关键度用于电力系统关键节点的识别。该指标不仅满足基尔霍夫定律,也能表明节点相角与节点功率的定量关系,其物理意义更加符合实际电力系统。另外,通过容量生存率、负荷生存率、线路生存率和综合生存率4个指标来描述节点发生全失故障对电力系统造成的影响。最后,对IEEE-39节点算例的仿真验证表明,基于有效电阻矩阵得到的节点耦合关键度指标对处于系统拓扑结构中关键位置的节点有一定识别作用,能为电力系统的安全稳定运行提供指导。

基于图谱理论和随机游走核的图像去噪

针对连续的偏微分方程的缺点,提出了一种基于图谱理论和核的图像去噪算法。根据图上正则化和核函数的理论生成图上带起始点的二阶随机游走核,采用NL-means结合对称有利k-NN图的构造方法构造权重函数,生成的核可在迭代次数较少的情况下取得满意的去噪效果。推导证明,基于该随机游走核的去噪实际上等效于基于偏微分方程的去噪。

基于图谱理论的FCM图像分割方法研究

利用图谱理论的思想对传统模糊C-均值(FCM)图像分割方法进行改进——将图谱理论中的权值计算方法引入到FCM方法的距离计算中,较之原来的Euclid距离不仅考虑了各样本空间上的距离,同时考虑了各样本之间的灰度差异,获得更适用于图像分割的模糊隶属度函数,从而得到改进的FCM图像分割方法。通过与传统FCM图像分割方法、基于图谱理论的图像分割方法的实验结果、错分概率及评价指标的对比分析,证明所提出的改进FCM方法能够很好地解决图像分割问题。

图谱理论中一些定理的新证明

利用非负矩阵理论并结合图论性质,给出图谱理论中3个重要定理的证明,给出的证明方法比之前文献的证明更为简洁、易懂.

基于图谱理论的图像分割

提出了一种新的基于图谱理论的图像阈值分割方法,采用基于灰度级的权值矩阵来代替通常所用的基于图像像素的权值矩阵来描述图像各像素的关系,因而算法所需要的储存空间及实现的复杂性与其他基于图论的图像分割方法相比大大减少,从而有利于应用在各种实时视觉系统。

基于图谱理论的变电站二次系统图纸活化技术研究与应用实践

针对目前变电站二次系统原始图纸信息单一、数字化程度不高等问题,提出了基于图谱理论的变电站二次图纸活化技术。该方法将电气图元拓扑化,建立图元的拉普拉斯矩阵来表征图的结构特征,通过相似矩阵算法实现图元匹配识别,利用广度优先搜索算法实现元件连接关系提取,从而确定二次图纸元件特征、回路属性和逻辑连接。以在线监视与诊断、模型文件辅助设计以及仿真培训三方面的应用为例,详细探讨了变电站二次系统活化图纸在运维检修中的应用实践,进一步证明了该方法的创新性和有效性。

基于随机共振及图谱理论的齿轮故障特征提取

机车齿轮箱齿轮工作环境恶劣且极易出现齿轮损伤。齿轮箱齿根裂纹损伤检测是保证列车安全运行的有效措施。本文提出了一种基于随机共振以及图谱理论相结合的齿根裂纹故障提取方法。基于随机共振以及图谱理论的故障提取方法具体过程如下:首先,运用复Morlet小波梳状滤波器对原始信号进行解调处理;然后,运用图谱理论方法对仿真信号进行处理提取信号中含有的冲击信号成分;最后利用随机共振方法对提取的冲击信号进行处理,达到消除信号中噪声干扰增强信号中冲击成分的目的。运用文中所提出方法对仿真数据进行处理,结果证明了所提出方法的有效性。

基于知识图谱理论的信息论课程教学改革研究

信息论是信息工程和通信系统等相关专业学生所应掌握的一门课程。随着信息时代的到来和人工智能的不断进步,针对信息论课程教学中存在的主要问题,该文结合当前热门的知识图谱理论的学习方法,提出了优化教学方案的几点方法,使教学内容更加系统完善,可以很大程度上增强学生对信息论这一课程学习兴趣,同时提高学生对知识的自学能力,进而达到教学的目的。

数字技术赋能视角下多链融合式新商科人才培养的理论图谱研究

本文以数字技术赋能为研究背景,探索多链融合式新商科人才培养的理论图谱,具体研究涵盖三个方面:从高等教育形态数据型智慧化的角度概括多链融合式新商科人才培养的科学内涵;从数据驱动工程的角度概括多链融合式新商科人才培养的思维逻辑;从数字人才“网状”知识结构培养的角度概括多链融合式新商科人才培养的价值。研究成果能够为数字经济时代和高质量发展背景下新商科人才的培养提供观念指引,以利于拓展和完善高等教育高质量发展的理论体系,为全面提高人才培养质量,着力培养拔尖创新人才提供了参考。

改进的图谱理论阈值分割方法

针对现有的基于归一化的图谱理论阈值分割算法的权值计算公式没有充分考虑像素点的关联,在图像含有弱边界时很难得到真实解,导致图像细节分割不理想的问题,本算法首先使用高斯混合模型构造新的约束条件引入到权值计算中,使得权值计算充分地考虑像素点之间的关联。在计算图谱划分测度前,本算法通过高斯混合模型的均值参数自适应确定门限值的分布区间,较大地提高了图谱划分测度计算的效率。实验结果表明,相对于现有的基于归一化的图谱理论的阈值分割方法,本文算法具有较好的分割效果,可以保留图像更多细节。

山地人居环境信息图谱的理论建构与学术意义

针对人居环境科学理论及城乡规划工程实践缺乏专属方法论建构的基本状况,以山地人居环境研究为突破口,通过对典型城市规划流程的信息论分析和城乡规划学科发展趋势的总结,提出了山地人居环境信息图谱学术概念。基于此,在融合人居环境科学及地学信息图谱理论的基础上提出山地人居环境信息图谱理论的基本框架,认为山地人居环境信息图谱是三大模块(自然环境、社会环境、人工环境)、三大层次(宏观、中观、微观)、三种类型(征兆图谱、诊断图谱、实施图谱)和三种维度(空间维度、时间维度和时空综合维度)的融贯综合。基于学科方法论重要性的认识,从理论意义、方法论意义和地域实践意义三个层面总结了人居环境信息图谱理论提出的学术意义。

基于图谱理论的纹理图像分析

图谱理论作为目前模式识别研究的热门方法之一,广泛应用于聚类与分割,但对其进行图像分析,尤其是复杂的纹理图像分析未见报道。将图谱理论引入到图像分析领域,并结合窗口纹理分析方法构造新的纹理分析算法。首先对图像灰度级进行窗口划分得到不同灰度级下的子图像,然后以各子图像作为图的顶点,子图像间的相似度作为图的边,将原图像解析为一幅带权无向图。利用图谱理论的相关思想对该无向图进行分析,可以从中获得纹理粗糙度等特征,从而完成对原始图像的分析。通过对Brodatz图像库的检索实验证明,该方法优于传统纹理分析算法。

江南城市数字景观图谱的理论建构

江南地区城市发育历史悠久,经济文化底蕴丰厚,自然山水婉约秀丽,共同构成了完整的城市景观图谱。而作为当下中国人口最密集、经济水平最高的地区之一,江南城市景观在四十年的快速城镇化进程中受到极大冲击,亟需在数字化平台上建构系统完整的城市绿色景观形态保护与规划方法。本文针对江南城市的绿色景观环境信息,整合中国本土山水景观理论,在融合人居环境科学及地学信息图谱理论的基础上提出江南城市数字景观图谱理论的学术概念和基本相架,认为从尺度与层次、模块与要素、类型与维度的逻辑出发,江南城市绿色景观环境信息可以分为不同尺度层次下的三大模块(自然环境信息、城市环境信息、人文环境信息),进而可分为六个关键图谱要素(势、网、界、域、位、形),与三种图谱类型(征兆图谱、诊断图谱实施图谱)融贯综合,从而构成完整的江南城市数字景观图谱。

数·形·理:城市山水脉络信息图谱的建构三法

探讨城市山水脉络信息图谱的建构,包括数、形、理三部分,运用信息图谱理论研究方法,分别从大尺度的区域层次、中尺度的市域层次、小尺度的城域层次出发,对城市山水环境的空间信息和属性信息进行采集、加工、整合与解析,形成一套由数据库建构技术群(数法)、图形处理技术群(形法)、特征分析技术群(理法)构成的完整方法体系,并进一步解释具体技术的功能与操作,通过定形定量的方式来研究城市山水脉络,同时可以为后期的城市设计、发展规划提供准确、可靠的参考信息。

图谱方法实现DLBCL信息基因的提取与分类

对肿瘤信息基因的提取及基因表达谱数据的处理,是基因表达谱研究中至关重要的一步。基于图谱理论提出一种新的DLBCL信息基因提取方法。首先,对每一个基因在不同条件下的表达情况构图,使其便于利用图论知识挖掘规律;进而进行奇异值分解(SVD)获取图的谱信息,刻画出该基因的表达规律,根据图谱与理想模板的余弦夹角及距离的运算选取信息基因子集;最后,实验了两组公开数据集,实验结果验证了方法的可行性。

基于图谱域移位的带限图信号重构算法

针对带限图信号的重构问题,本文提出了基于图谱域移位的带限图信号重构模型,该模型将图带限分量的恒等不变特性建模为最小二乘问题.基于所提出的重构模型,本文设计了基于谱移位的重构算法和基于残差谱移位的重构算法.相比于其他重构算法,两种新算法提升了迭代效率和重构精度.此外,本文算法还适用于分段带限图信号的重构问题,并且具有良好的迭代效率和重构精度.通过实验仿真表明,相比于目前其他的带限图信号重构算法,新算法的迭代效率提升约70%和重构精度提升约60%.

无信号控制交叉口老年驾驶人转向行为图谱研究

考虑到老年驾驶人存在的视觉弱化、反应能力下降等问题,有必要分析其转向行为特征。基于此,本文分析了在无信号控制交叉口情景下老年驾驶人的转向行为特征,并绘制图谱描述行为特征的时序变化。基于无信号控制交叉口的现实场景调查,搭建了具备常见冲突类型的虚拟仿真驾驶场景(包含6个无信号控制交叉口),招募符合要求的老年驾驶人与中青年驾驶人进行驾驶模拟实验,分别采集车辆行驶数据(驾驶模拟器)、眼动数据和生理心理数据分析老年驾驶人与中青年驾驶人在不同转向场景下的行为特征差异,应用图谱理论构建驾驶人转向行为图谱描述老年驾驶人与中青年驾驶人的转向行为特征时序变化。实验结果表明:老年驾驶人的速度均值为20.4 km/h、注视持续时间均值为289.47 ms、扫视幅度均值为3.51°;中青年驾驶人的速度均值为35.79 km/h、注视持续时间均值为247.94 ms、扫视幅度均值为4.56°。老年驾驶人的心率变异性时域指标(SDNN和RMSSD)与频域指标(LF/HF和TP)的值更低,表明老年驾驶人在转向过程中更加紧张。图谱显示老年驾驶人的紧张持续时间更长,并在信息获取广度上弱于中青年驾驶人。结合图谱时空差异性指标发现,这2类驾驶人的驾驶行为在左转向场景下存在显著性差异,老年驾驶人驾驶操作的稳定性与安全性较低。

创新理论的发展与反思:一个理论综述

创新发展需要创新理论的指导。可以将创新理论的发展按时间分为两个阶段,一是传统创新理论,主要代表有马克思的创新观点、熊彼特的创新理论、外生与内生经济增长理论;二是创新理论的演进,主要代表有国家创新体系理论、区域创新体系理论及其最新进展。本文针对创新理论关注的两大问题——创新要素是什么和如何实现创新驱动发展进行了理论梳理和反思,最后尝试给出了相应的理论图谱。

基于生态安全格局的南京都市区生态控制边界划定

以南京都市区为例,通过生态敏感性分析获取了研究区既有的高生态敏感空间,采用最小费用路径方法辨识了对研究区具有重要生态意义的潜在生态廊道和生态关键区,采用图谱理论中的景观连接度指数辅助确定生态廊道宽度,构建了研究区潜在的生态网络。在此基础上,整合既有和潜在生态空间,科学划定生态控制边界,实现了研究区现存和潜在的重要自然生态空间保护。研究结果表明:1)生态敏感性分析能够识别出研究区既有的高生态敏感性区域,并指出其呈现出"大而孤立,小且分散,连接性不佳"的空间特征。2)遴选出的71处生态源地、119条重要廊道和61个关键生态斑块共同组成了研究区的生态网络,显著提升了原有生态空间的景观连接性和研究区域的总体生态安全水平。3)生态网络分析可以弥补敏感性分析只考虑既有自然生态空间的局限,二者的组合使用可为不同尺度上生态控制边界的划定提供简明的分析框架。研究结果可为南京都市区生态控制线划定和生态环境保护提供重要的参考,对其他城市生态控制边界的划定也具有一定的借鉴意义。