彩色图像数据库中目标特征数据挖掘方法

针对由于彩色图像数据特征较多使得目标特征挖掘容易出现不确定性的问题,提出一种新的彩色图像数据库中目标特征数据挖掘方法.采用减法聚类算法对彩色图像数据进行聚类,采用离群点检测技术对聚类数据进行分类处理,采用量子行为粒子群优化方法选取最优目标图像特征数据,并与结构相似度计算方法相结合,实现对最优目标图像特征数据的挖掘.结果证明,该方法相比传统的挖掘方法,其挖掘召回率降低了约17%,挖掘精确度提高了约28.6%.

非局部均值的彩色图像去噪方法改进

快速非局部均值算法利用像素邻域内具有高相似度的像素块之间的高斯加权欧氏距离来估计当前像素值,对于低频图像部分可取得较好的效果,而对于图像的高频部分,因计算获得的高斯加权欧氏距离不能很好地反映图像块间的相似性,会导致图像部分边缘信息的丢失。为了保留图像中更多的高频信息,在快速非局部均值算法中高斯加权欧氏距离的基础上,引入由相位一致性、梯度及色度特征组成的彩色图像特征相似(FSIMC)指数,提出并构建了基于一种新权重函数的去噪算法。该算法利用新的权重函数计算图像块与图像块之间的相似性,分别对RGB三通道内图像中所有的像素点进行逐块滤波得到估计值,只要平均这些估计值就得到去噪后的整幅图像。实验结果表明,相对于快速非局部均值算法,所提出的算法在PSNR和FSIMC方面均有提高,同时也保留了图像更多的细节信息。

一种用于彩色图像分割的GA-K-Means方法

典型K均值聚类算法的聚类中心个数和聚类中心的选取对彩色图像分割的精度影响较大,其主要体现在彩色图像的特征相似度(feature similarity of color,FSIMC)不高。提出一种基于遗传算法的K均值聚类分割法(GA-K-Means)。每条染色体的基因由聚类中心数目和聚类中心点两部分组成,并且将彩色图像的FSIMC作为适应度函数值。首先将彩色图像转换到Lab颜色空间,然后以步进和遗传算子相结合的方式搜索最佳聚类中心个数和聚类中心进行分割。把18幅不同类型的图像分别按照K均值聚类法、GA-K-Means分割法、模糊C均值聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)分割法进行实验。结果表明,采用GA-K-Means分割的18幅图像,其FSIMC值相应的比另外2种分割法得到的FSIMC值高10%左右,其分割时间比另外2种分割法略长。

基于视觉感知的彩色图像质量评价

图像质量评价是图像处理与计算机视觉一个重要研究方向,近年来虽然出现了许多不同的基于人类视觉系统的评价方法,如SSIM,IFC,VSNR等。这些算法都提高了评价准确率但仍留有较大可以提升的空间,而且他们大多只针对图像的灰度信息,简单地将彩色信息丢弃,而人眼会根据图像的灰度和色彩两个方面去识别和评价图像。为了满足人眼视觉感受需要自然化归一化处理图像,并且通过色彩等多个尺度提取图像显著特征,赋予合适的权重来重新计算图像的结构相似性,最终做出更精确的图像质量评价。

基于改进K-means的彩色图像分割算法

针对基于K-means算法的图像分割方法对初始参数敏感和分割效果不理想的缺陷,提出基于改进K-means的彩色图像分割算法。构建图像的HSI颜色空间直方图,通过扫描直方图自适应获得分类数K和初始中心点,作为K-means算法的初始参数;提出提取图像像素点的LDP纹理特征,与颜色、空间坐标特征共同构成多维特征向量,以此计算像素间的相似度并进行分割。实验结果表明,该算法可自适应得到更准确的初始参数,在使分割效果更接近基准分割结果的同时保持了较低的时间复杂度。

基于日特征量相似日的PSO-SVM短期负荷预测

通过引入人体舒适度指数,综合分析了气象因素对电力负荷的影响,并加入星期类型、日天气类型、日期差3个主要影响因素,构成了日特征向量,采用求取相似度的方法来选取相似日,利用相似日的日特征向量和负荷数据来建立PSO-SVM预测模型。经2001年EUNITE负荷预测竞赛的数据预测分析表明,该方法适应性较强,能够选取较合适的相似日,有较高的预测精度和推广能力。

基于结构相似度的关中平原旱情空间分布特征

季节性干旱是影响关中平原农业生产最主要的灾害,研究气候变化背景下的关中平原旱情空间分布特征和变化规律具有重要的科学意义与应用价值。基于关中平原2003—2014年每年3月上旬—5月下旬的旬时间尺度条件植被温度指数(VTCI)的干旱监测结果,采用结构相似度(SSIM)研究关中平原VTCI的空间变化特征及其影响因子。结果表明:关中平原VTCI的空间变化特征具有明显的区域差异性和空间异质性,结构性因素是VTCI空间变化的主要影响因子,总体上受水热、地形分布格局等因素的结构性影响,但微地貌、下垫面覆盖的不同及变化和人为因素导致其主体产生变化。当微地貌、下垫面覆盖类型和人为因素成为主导因子时,结构相似度与其高度相关,对其变化的响应非常敏感。与利用某些指数直接作为干旱的指示因子或构建统计模型分析干旱特征相比,引入研究图像的结构信息的参量SSIM实现了定量、准确、形象地描述干旱的空间分布特征和变化规律。

地形指数与流域退水特征的关系分析

地形指数可反映流域土壤蓄水能力以及产流的空间分布,是表征流域水文相似性的一个重要指标。以新安江流域的8个子流域为研究对象,利用DEM提取了各子流域的地形指数,分析了地形指数与退水特征的关系。研究发现,地形指数均值及其标准差大的流域,其调蓄作用强,洪水退水指数较小,退水速率较慢,表明流域的地势起伏相对较小则含水层发育较好。通过研究,初步揭示了流域地形指数与退水特征之间存在的联系,成果可为新安江流域无资料区水文过程预测提供依据和参考。

管道漏磁图像的卷积核信息熵相似度约束方法

为了提高卷积神经网络中卷积核对管道漏磁图像的特征学习能力,提出一种基于信息熵相似度约束的卷积核优化方法.建立一种信息熵相似度约束规则,通过判定条件对权值相近或相似度过高的卷积核进行优化.搭建实验平台并建立样本数据库进行实验,该方法可优化其特征提取能力,得到具有区分目标和背景语义信息能力的优化卷积核.结果表明,优化卷积核对目标具有较强的特征提取能力,能提高网络分类准确率和工作效率,实验结果与理论分析具有很好的一致性.

基于局部线模型的彩色IC图像融合

在集成电路的反向分析中,为了降低复杂度,通常需要将彩色图像变换成灰度图像,即将彩色图像的3个灰度分量图像融合得到一幅新的质量更高的灰度图像后再进行后续处理。由于IC(integratedcircuit)线网图像具有局部相似性,因此仅在自动选取的局部孤立线邻域内进行融合以得到适用于全局的最优线性组合系数。为了描述图像中感兴趣的特征,为局部孤立线建立了一种新的线模型,并将基于模型的融合分为特征提取、特征增强和噪声抑制3步来完成。实验结果表明,基于局部线模型的融合方法在增强感兴趣的特征和提高图像质量上优于传统算法。

基于相似样本特征提取的装备性能退化研究

为了实时监控装备的性能变化规律,对可能出现的突发情况进行预测,本文首先考虑工程中装备在线监控预警系统中历史样本数据来源广泛、数据形式不规范问题,基于B样条插值算法对历史数据进行了规整。其次,针对性能退化研究中存在的随机性误差、性能指标变化不规律问题,基于自组织映射和堆栈自编码器对相似样本集的退化特征进行提取与重构,提出了基于最小特征圆的指标构造方法,再采用双指数模型对装备的性能退化规律和寿命进行预测。最后,使用仿真数据对模型的正确性进行验证。结果表明,本模型和方法可以有效预测装备的性能退化规律,并能体现装备遭受冲击时性能的退化与恢复规律。

Internet城域出口链路流量测量与特征分析

通过对某城域出口链路上实测的流量数据从出/入境方向、字节/数据包等不同角度进行了逐层逐协议的分析,同时采用了多种Hurst指数估计方法考察了流量的自相似特征.发现相比先前的监测结果,流量特征在构成和趋势等方面都发生了显著的变化;并且,网络流量的自相似程度甚至自相似特征是否依然存在都变得不再确定.

我国西南地区秋季干湿分类及主要类型异常年环流特征分析

本文使用我国西南地区97站1960-2009年逐日资料，计算了考虑降水和气温的干湿指数，分析了西南地区秋季及9、10、11月干湿指数的时空变化特征。采用相似方法，构造了综合相似指数，对历年干湿分布进行分类，并给出了秋季各月各类干湿出现的概率。此外还使用再分析资料分月探讨了干湿分布主要类型异常年的大气环流特征。分析结果表明：西南地区秋季存在显著的干旱化趋势，且该地区干湿变化存在全区一致、东西相反和南北相反的特征。根据干湿变化主要模态的空间型，利用综合相似指数可以将历年秋季干湿分为全区一致偏干型、全区一致偏湿型、东湿西干型、东干西湿型、南湿北干型、南干北湿型和非典型型，共7类。全区干湿一致型出现的次数最多（不低于50％），东西相反型次之（约25％），南北相反型较少（约15％），而出现非典型型次数极少（不足10％）。从季节内尺度来看，全区偏干（湿）的持续性较差，但10月份的东部偏湿区域则有较大几率（不低于50％）在下个月扩展到整个区域。全区偏干型异常年，东亚大槽偏弱或偏东，冷空气南侵困难；南海上空低层维持一个异常的气旋环流，西南地区暖湿气流输送偏弱；西太平洋副高偏强、西伸，南亚高压面积偏大，与西太副高重叠，西南地区长期受高压控制。这种异常环流形势的维持，使得该地区天气晴朗少雨，气温偏高，持续干旱。偏湿型异常年则基本呈相反的环流特征。而西南地区东、西部上空异常的垂直运动和东部低层的南、北风异常是造成东湿（干）西干（湿）型异常的重要原因。

祁连山高寒草甸生态系统昆虫群落特征

2009年7月中旬于祁连山地区的中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,在滩地草甸、金露梅(Potentil-la fruticosa)灌丛、山坡草甸和沼泽化草甸4个不同的生境中对昆虫进行百网取样,共获得908头昆虫。分别隶属于10目42科65种。发现该地区双翅目昆虫是最繁盛的类群:第2个优势目为膜翅目,其次优势目为鞘翅目。昆虫物种多样性和丰富度依次为滩地草甸>金露梅灌丛>山坡草甸>沼泽化草甸;均匀度差异不大;优势度指数沼泽化草甸最高,滩地草甸最低。滩地草甸和山坡草甸昆虫群落的相似性最大;其次是金露梅灌丛;差异最大的是沼泽化草甸。通过分析发现,生境的变迁和气候的变化引起了昆虫群落结构和多样性的差异变化。

一种利用颜色词检索图像的方法

在基于内容的图像检索中,图像的内容包括图像的低层视觉特征和高层语义。通常,前者是通过图像分析得到的数据,后者是用自然语言表示的概念词,但两者没有明显的联系。为了能够对彩色图像进行更有效的检索,试图将彩色图像的主色调数据与自然语言检索中的颜色词相结合,用于图像检索,并首先通过分析常用的颜色模型,提出了一种新的颜色模型和一种颜色相似度计算方法,然后在此基础上提出了一种提取图像主色调的方法,最后通过分析颜色命名系统,提出了一种利用颜色词检索彩色图像的方法,同时给出了初步实验结果。实验表明,这种方法在彩色图像检索中是有效的。

基于空间约束SIFT的光学与SAR图像配准

针对光学与合成孔径雷达（SAR）图像难以配准的问题,提出一种基于空间约束的尺度不变牲变换（SIFT）算法。该算法对光学图像和SAR图像分别进行预处理,包括利用增强Frost滤波抑制SAR图像的相干斑噪声,及运用自适应直方图均衡法增强光学和SAR图像之间的共性轮廓特征。人工选取3个~4个同名控制点对进行粗配准。通过改进的SIFT方法提取特征点,以结构相似性指数作为特征点之间的相似性测度,并采用kd-tree搜索策略得到初始匹配点对。使用空间约束条件和随机抽样一致性算法筛选匹配点对,利用最终的精匹配点对完成配准。实验结果表明,该算法对光学和SAR图像的配准可以取得较高的精度,配准精度优于2个像素。

矩阵特征值在线性微分方程组中的应用

矩阵及其特征值的应用十分广泛。本文讨论它们在求解线性微分方程组中的应用，给出了常系数线性微分方程组的解的指数矩阵表示方法。

基于降雨类型直方图分析的降雨站点相似性研究

为研究降雨观测站点间的相似性,提出了基于单场降雨类型直方图分析的降雨站点相似性比较模型。首先提取降雨时间序列中的雨量项,经过数据预处理,选择和提取单场降雨特征,并将这些特征统计量进行数据标准化处理;采用基于Davies-Bouldin指数聚类有效性指数的K-means方法进行聚类,最后对聚类结果进行基于单场降雨的降雨类型直方图相似性分析。实验结果符合相关区域的站点相似性实际情况,表明该相似性模型是可靠的,具有较好的应用价值。

噻吩并嘧啶酮类PDE7/PDE4双重抑制剂的特征结构

磷酸二酯酶7和4(phosphodiesterase 7 and 4,PDE7 and PDE4)作为特异性水解第二信使3',5'-环腺苷酸的蛋白酶,是治疗炎症等相关疾病的重要靶点。本文以37个噻吩并嘧啶酮类PDE7和PDE4双重抑制剂为研究对象,采用比较分子相似性指数分析(Co MSIA),研究其影响化合物抑制活性的特征结构信息。结果表明,这两类抑制剂的Co MSIA的预测能力较强(Rpre2≥0.80)。其影响分子生物活性的共同特征结构主要是:(1)噻吩环上的R_2取代基为疏水场的敏感区域;(2)嘧啶酮环和R_3取代基的链接基益于采用含氢键供体的亲水性基团;(3)噻吩环所在区域益于引入包含氢键供体的基团。研究还发现,PDE7抑制剂的R_1和R_2取代基,分别适宜结合小体积的亲水性基团和大体积的基团。PDE4抑制剂的嘧啶酮环和R3取代基的链接基益于结合正电基团。本研究所得的模型和信息,可为后续新型抑制剂的设计开发提供理论指导。

湖南思蒙国家湿地公园鸟类群落特征分析

2014年11月―2015年12月对湖南思蒙国家湿地公园鸟类进行了调查。通过样线法和样点法调查记录表明:该湿地公园鸟类共15目40科99种,其中国家II级重点保护野生动物10种;被列入CITES公约附录II物种10种。从区系特征上看,东洋界种类49种,古北界种类28种,广布种22种。从居留类型上看,思蒙国家湿地公园的鸟类以留鸟居多,共58种;夏候鸟23种;冬候鸟11种;旅鸟7种。鸟类物种多样性测度的G-F指数为0.74。此外,通过对5种不同生境的相似性指数分析,其灌丛与村落的鸟类群落结构最相似(0.55),水域与灌丛的鸟类群落结构不相似(0)。