小波变换下基于分形编码和Zernike矩的织物图像检索算法

为帮助纺织企业的工作人员快速、准确地从数据库中检索出与织物图像相同或相似的图像,提出了一种小波变换下基于分形编码和Zernike矩的织物图像检索算法。首先,利用小波变换获得低频分量,对变换后的低频子图进行分形编码,得到编码参数。然后,计算低频子图像的Zernike矩。将小波变换下的分形编码参数和Zernike矩相结合作为织物图像检索的特征量。相比于单特征检索方法,该算法克服了精度低、耗时长的问题。与基本分形算法(BFIC)、联合正交分形参数和改进的Hu不变矩算法(HVKF)以及稀疏分形图像压缩算法(SFIC)相比,该算法确保了重建图像的质量和较低的编码时间。实验结果表明,织物图像检索的平均精度和平均召回率均高于现有的检索方法。

径向不耦合装药爆破下页岩的动态应变分布及损伤分形特征

为研究径向不耦合装药结构对炸药能量的传递和爆破效果的影响,提高炸药能量利用率,增强岩体破碎效果,通过将直径为50 mm,高度为100 mm的标准页岩试件钻孔后装填二硝基重氮酚,控制45 mg的小药量,同时设置1、1.5、2、2.5四种径向不耦合装药系数,进行爆破模型实验。通过超动态应变测试系统、互补集合经验模态分解方法处理试件轴向各测点应变波形,分析试件不同段应变规律,并基于计盒维数理论,计算比较应变变化以及各测点处截面的损伤分形维数,对比试件不同区段裂纹开展情况,结合应变曲线对四种径向不耦合系数爆炸能量传播规律进行分析。结果表明:通过对比应变曲线,总体上拉应变峰值大于压应变峰值,试件受到较大且反复的拉、压应力后,最终发生破坏。实验表明径向不耦合系数为1.5时显著提高炸药能量利用,能延长爆生气体作用时间。不耦合装药结构试件截面的损伤分形维数从上至下呈n型变化,当系数为1.5时试件各段损伤分布最均匀,裂隙区能充分扩展,爆破效果最好。

基于改进经验小波变换与分形特征集的风力机齿轮箱故障诊断

针对风力机齿轮箱振动响应信号具有强非线性及非平稳性的特点,考虑平均幅值对平均谱负熵时频域成分权重自适应调节,提出连续改进平均谱负熵方法(ICASN)以体现信号细节复杂度特征,并将ICASN引入经验小波变换(EWT),替代傅里叶谱作为频带划分依据。采用ICASN-EWT分解振动信号,基于改进平均谱负熵筛选特征分量,剔除信号冗余与噪声影响。分析各敏感分量分形特征并构建高维特征集,采用流形学习进行维数约简,并结合分形高斯噪声改进灰狼算法优化支持向量机关键参数,将降维后的向量集输入优化支持向量机进行故障识别与诊断,准确率高达100%。

基于系统功能语言学的语义波分形构建研究

基于系统功能语言学视角对语义波分形构建展开研究,填补了传统理论研究的空缺,也进一步为语言教学与实践奠定了基础。本文在深入阐释系统功能语言学与语义波概念的基础之上,分析了语义波对系统功能语言学的影响及现有研究的不足,明晰了语义波分形原则,从配列分形、图形分形、成分分形和词汇语法分形四个维度提出语义波分形的构建策略。

基于提升小波变换的布朗运动的生成算法

文中基于提升小波系数,首先提出了一种生成标准正态随机数的新方法与多维Brown运动生成算法,且给出了1维,2维与3维情形的模拟。然后将小波系数应用于金融模型中,利用小波系数讨论了典范双因子Vasicek模型。最后给出了显式表达式和数值模拟。

小波与分形理论的互补性及其在局部放电模式识别中的应用研究

研究应用于电气设备局部放电模式识别及故障诊断的放电特征量提取方法 ,是电气设备状态维护技术研究中的难题之一。该文从尺度变换的角度 ,研究了小波与分形理论的互补性 ;并从局部放电信号小波分解后的能量谱图提取放电特征 ,用于局部放电模式识别。研究结果表明 :选用适当的小波函数和尺度函数 ,将局部放电信号的逼近信号能量谱和精细结构能量谱的分形维数作为局部放电模式特征 ,能够有效地应用于局部放电模式识别中。该项研究结果具有较高的理论和应用价值。

一种新的网络业务流的多重分形小波模型

针对当前Internet上日益复杂的网络业务流和视频流 ,文章提出了一种新的多重分形小波模型 .与普通的多重分形小波模型 (MultifractalWaveletModel,MWM )不同的是 ,该文提出的新模型在各个时间尺度上对小波系数都依据源数据尺度系数的边缘分布作了修正 ,这样确保新模型能在不同的时间尺度上拟合源数据的分布 .决定网络业务流的排队分析特性的是一个关键时间尺度 (CriticalTimeScale ,CTS) ,CTS是随着缓冲区的容量和节点传输速率的变化而变化的 ,该文提出的模型能描述几乎各个时间尺度的业务流特性 ,因此能适应各种不同情况的缓冲区的排队分析 .同时 ,新模型也继承了传统MWM的一些优良特性 ,比如能描述业务流的多重分形特征以及能确保最终结果始终是非负等等 .最后通过对视频业务流和网络业务流的仿真实验与排队分析验证了该模型的有效性 .

用墨西哥帽小波研究DNA序列的分形特征

结合小波分析和分形理论 ,采用分数布朗运动 (FBM )建立数学模型 ,研究脱氧核糖核酸 (DNA)序列的自相似性 .用DNAwalk的方式将DNA序列表达成为一个数字信号 ,通过不同小波变换的尺度对应不同特征长度的碱基 ,选择墨西哥帽小波为母小波 ,进行实验考察 ,结果发现小波系数的图形在许多尺度看上去很相似 ,大尺度对应较多的碱基 (小波变换尺度为 2 7时 ,对应 5 12个碱基 ) ,能看到概貌 ;小尺度对应较少的碱基 (小波变换尺度为 2 3时 ,对应 32个碱基 ) ,可看到细节 .这表明其DNA序列中存在分形结构 ,可以用分维数来作为定量描述 .

小波与分形组合分析技术在爆破振动信号分析中的应用

基于小波、分形技术的相似性,提出采用小波分形组合技术对爆破振动信号进行分析。对爆破振动信号进行不同分解尺度的小波阈值去噪,根据去噪后振动波形分形维数的变化规律确定最佳小波分解尺度,通过爆破振动信号与小波分量的相似性及小波分量自相似性验证了爆破振动信号的分形特性,通过爆破振动信号各小波分量对应盒维数值进行对比分析,得出不同频带分量分维数随频率的变化规律,提出将分形盒维数作为反映爆破振动信号频率成分的新参量。采用小波分形组合分析技术建立爆破振动信号全频带分形维数分析模型,为更加细致地研究爆破振动效应的分形特性提供了重要参考。

基于小波的地闪首次回击辐射场的多重分形分析

利用2002年夏季青海野外观测慢天线电场变化仪资料,应用小波变换模极大方法对地闪首次回击辐射场的检测及多重分形谱特征进行了分析.发现小波分解在小尺度上的时间变异系数在回击主脉冲峰处(回击点)呈现明显的尖峰,据此可对回击点进行快速可靠的检测;地闪回击辐射场多重分形谱可用推广的多重分形二项倍增串级公式比较精确地拟合,最小标度指数及谱宽度平均分别为-0.11和1.5,是重要的回击特征参数,而小波及多重分形应是闪电信号处理的重要工具.

小波多重分形及其在振动信号分析中应用的研究

不同于许多基于FFT的信号分析方法,多重分形谱分析的是信号的几何结构特征。以前,多重分形谱的计算方法都有其固有的缺点,使多重分形谱的应用受到限制。而小波局部极大模方法因其简单性和有效性,近来在多重分形谱计算方面受到了广泛的关注。较系统地阐述了多重分形的概念和多重分形谱的小波局部极大模计算方法,讨论了多重分形谱在故障诊断领域的应用途径,并用多重分形谱对不平衡、油膜涡动、联轴器不对中和碰摩等旋转机械的4种典型故障的振动信号进行了事例研究。研究结果表明,多重分形谱能够很好的反映振动信号的几何结构特征,为机械设备故障诊断提供了又一种有效的方法。

混沌、分形和小波理论在被动声信号特征提取中的应用

首先分析了空气动力性噪声信号的混沌特性及其非平稳性，然后分析统计了坦克、直升机声信号的最大LyaPunov指数λ1、分维数DB和不同尺度小波子空间的能量分布特征。最后，利用这些特征矢量和BP神经网络对实测的坦克和直升机数据进行了分类。结果表明在不同信噪比情形下都取得了令人满意的分类正确率。

基于小波变换的气温趋势和分形特征分析

将小波变换、多重分形和R/S分析法相结合,选择db4小波函数进行小波变换,利用分解与重构算法,从分形维数、非周期循环长度、奇异性指数、多重分形谱等方面探讨合肥市近54年来气温系统的动力学分形特性和演化规律,分析合肥市气温趋势的持续性、长期记忆性、统计自相似性和多重分形性。分析结果表明,合肥市气温变化过程是一个层次分明的过程,具有多标度结构且1月、8月、11月的分形维数较高,气温不规则程度高,复杂性高。

应力波穿越分形节理时的透反射规律研究

为探讨应力波穿越不规则节理时的透反射规律,先借鉴分形损伤理论,建立分形损伤本构关系;在此基础上,基于线性位移不连续体模型,引入分形损伤本构,推导应力波穿越非规则节理时透反射系数的解析解,给出透反射系数与分形维数间的理论表达式。通过激光表面仪对节理进行扫描试验,分析节理面的分形几何特征,采用SHPB节理岩石冲击动力学试验手段,探讨应力波穿越单一分形节理时的透反射规律,并将解析解与试验结果进行对比分析,研究结果显示,透反射系数的试验值与理论值之间误差较小,表明所建立的分形损伤本构关系与推导的应力波穿越分形节理的解析解是正确的。

基于小波变换及分形特征的目标检测与识别

提出在对图像进行小波变换的基础上提取图像的分形特征 ,即通过小波变换对图像进行频域上的分割 ,使得对图像的描述更丰富 ,对各频段上的细节图像分别求分形维数组成联合特征矢量 ,有利于迅速准确地将目标从复杂的自然背景中分离出来 .实验结果表明 ,这种方法能够有效地区分人造物体和自然背景 ,但计算量较大 .

基于小波和分形提取磨粒图像特征参数的研究

根据小波变换和分形理论在多尺度分析与自相似本质上的一致性,提出了一种提取磨粒图像特征参数的新方法。给出了磨粒图像的小波变换方法和小波变换近似系数的分形维数计算方法,然后对磨粒图像进行了分析,实现了磨粒图像的特征提取。结果表明:小波变换近似系数的分形维数反映了磨粒图像上磨粒尺度及数量,可以作为磨粒图像的综合特征参数。

基于离散小波变换的网络流量多重分形模型

网络流量过程中所蕴含的分形尺度特性对网络性能有显著的影响。因此研究能全面准确地刻画网络流量过程在小时间/空间尺度上的复杂奇异性特征和大时间/空间尺度上的长程依赖性特征的流量模型对Internet网络工程有重要的意义。本文对实测的流量数据(从著名的校园网和国内著名的ISP)进行了分析,利用小波技术构建了一个新的网络流量的多重分形模型,通过模拟验证,发现该新模型能以较简洁的形式捕捉实际网络流量特性,并具有刻画真实流量数据中的多重分形特征的能力。

小波系数表征机械加工表面分形特征的计算方法

针对表征机械加工表面轮廓形貌分形特性,提出应用小波变换系数计算分形维数的算法。基于Majumdar-Bhushan分形函数构造典型曲线,采用工程常用的三种小波基函数,通过小波分解提取小波系数,并将在不同分解尺度和阶数下计算出的分形维数进行对比分析和验证,选择出计算分形维数精度较高的小波基函数和分解尺度。用该方法对车削和铣削加工的结合面实验试件表面形貌的分形维数进行计算,评价了表面形貌的分形特征。

动态电能质量的分形指数小波分析方法

分形理论是近年来发展较快的一门学科,在信号处理和数据压缩方面具有较强的功能。小波理论为分析分形局部细微性质和研究分形体的构造规则提供了有效手段。利用小波与分形的内在联系,该文从小波变换后的系数中,提取扰动的全局分形指数和局部分形指数作为动态电能质量扰动的特征,建立了识别扰动类型的分形指数小波分析方法。通过对由PSCAD/EMTDC软件仿真得到的12种典型动态电能质量扰动波形的识别,证明该方法不但能对单一扰动进行识别,而且能在多种扰动叠加的情况下,找出关键扰动的特征,进行正确分类。该文方法为动态电能质量扰动的检测、识别与分类提供了新的思路。

提升小波变换与分形相结合的图像压缩

提出了一种提升小波变换与分形相结合的图像压缩方案.充分利用小波变换后系数能量的分布特性,对提升小波变换后的低频部分采用改进的分形图像压缩编码,其余部分采用集合分裂嵌入块(SPECK)编码算法.试验结果表明,该方法在提高了压缩效率的同时,获得了较高的恢复图像质量.