坡谱信息熵与区域水土流失关系研究

坡谱信息熵可以在宏观上反映地形起伏特征和地貌组合差异,且计算相对便捷。为探索坡谱信息熵与区域水土流失之间的关系,文章以西北黄土高原水土保持区为例,基于ALOS数字高程模型(空间分辨率12.5 m)计算研究区内的坡谱信息熵、土壤侵蚀模数,构建坡谱信息熵与土壤侵蚀模数之间的函数关系。研究结果表明:研究区内坡谱曲线主要为“L”形、“S”形,坡谱信息熵值在0.67~1.72nat之间;平均土壤侵蚀模数为1940t/(km^(2)·a)。在流域尺度、二级尺度和三级尺度上,构建坡谱信息熵与土壤侵蚀模数的函数模型,均呈极显著的多项式函数关系,但在流域尺度上,坡谱信息熵与土壤侵蚀模数的关系存在较大不确定性。

基于Bi-GRU和空-谱信息融合的油菜菌核病侵染区域高光谱图像分割方法

[目的/意义]油菜菌核病是一种全球性的植物病害,可严重影响油菜的产量和品质,造成巨大的经济损失。为解决传统化学检测方法存在的操作复杂、污染环境、破坏样品及检测效率低等问题,构建了一种基于空-谱信息融合的双向门控循环网络(Bi-directional Gate Recurrent Unit,Bi-GRU)模型,实现油菜菌核病侵染区域的高光谱图像分割。[方法]首先提取7×7像素邻域作为目标像素的空间特征,同时考虑全波段光谱特征,实现空间信息和光谱信息的有效融合。在此基础上结合Bi-GRU架构,实现序列数据中任意位置上特征的同时提取,避免了空-谱数据融合顺序对模型结果的影响。[结果和讨论]与卷积神经网络模型和长短时记忆网络模型相比,基于空-谱信息融合的Bi-GRU模型在平均精度、平均交并比、Kappa系数和Dice系数等评价指标上均获得显著提升。该模型的油菜菌核病检测平均精度达到93.7%,同时可以有效提取早期感染阶段的病斑区域。[结论]本研究可为油菜菌核病的高通量无损检测奠定基础,也为油菜菌核病的早期感染检测提供参考依据。

融合空-谱信息的随机森林高光谱图像分类方法

针对现有高光谱图像分类算法存在空-谱特征利用率不足的问题,提出一种空-谱信息融合的随机森林网络分类方法,首先利用主成分分析PCA(Principal Component Analysis)将高光谱图像降维,以前三个主成分作为图像输入并采用卷积滤波进行处理,接着对滤波后图像进行超像素分割,然后将选取的样本像素点映射到超像素内实现图像空间信息和特征增强,最后将加入空-谱信息的超像素样本点采用随机森林网络对高光谱图像进行训练并精细化分类(简称PS-RF)。实验结果表明,基于空-谱结合相较于仅利用光谱信息在k-最近邻、支持向量机、决策树、随机森林模型上精度分别提升了25.95%,10.9%,21.72%,23.35%,所提方法精度达到90.55%。

基于时间谱信息的低分辨雷达飞机目标分类

雷达目标空间状态随时间的变化特性从侧面揭示了的目标的本质,这种目标空间状态随时间呈现的分布特性称之为目标的时间谱,而利用目标的时谱信息(目标的航迹、速度、机动性、空间坐标信息)可以简化(或缩小)待识别目标的范围。用低分辨雷达测量得到的时间谱信息作为特征,采用模糊逻辑规则对五类飞机目标进行分类判决。结果表明:基于时间谱信息的飞机目标分类为低分辨雷达飞机目标识别提供了一个有效的辅助手段。

联合空谱信息和Gabor特征的高光谱人脸识别算法

提出一种采用高光谱图像的人脸识别算法.根据人脸肤色在可见光范围内的光谱特征进行波段选择并依据人脸结构特征,对选定波段的灰度图像进行Gabor特征提取.最后分别进行特征层上的融合识别和决策层上的融合识别.特征层融合的权重系数由反射率和正确识别率共同决定,决策层融合算法采用"最高票当选制"原则.利用香港理工大学的高光谱人脸数据库对进行验证.结果证明,本文算法在识别速度和正确识别率方面都得到了显著改善,在3幅训练样本情况下,正确识别率达到96.5%.相对于全波段参与识别,识别速度提高了约3倍.

低氧应激肽氢谱信息的特征与急进高原病相关性研究

目的 :将用于核物理结构分析的磁共振谱学用于新发现物 -机体低氧环境应激肽的指纹区信息研究 ,探索其质、量与高原病的发生、发展和转归的相关关系。方法 :在液态二次离子质谱、反相高效液相色谱和薄层层析扫描的基础上 ,对模拟高原环境 (减压低氧法 )的Wistar大鼠和临床急进高原病患者分别取血液进行核磁共振氢谱(NMR1H)实验 ,对所获表达 ;特征进行归属鉴定。结果 :14 3只Wistar大鼠的血清在特定波长处有特征吸收峰 ;71只实验组大鼠中有 6 9只呈现高表达 ,72只对照组大鼠中仅有 2只有轻微表达 ,两组比较相差显著 ,P <0 0 1。高原病组6 5例中 ,有 5 8例化学位移高表达 ,5例程度略低 (中度表达 ) ;健康对照组仅 2例有低表达 ,两组比较有显著性差异 ,P <0 0 1。高原动物实验与临床病例组血样在NMRH谱图均有特征化学位移 (ppm)的表达 ,r=0 92。结论 :在急进高原时有高原病易感者存在 ,在该类人群的体液中发现有低氧环境相关物质 -应激肽的存在。深入探索其结构与功能 ,为高原病易感者筛选提供谱学研究基础特征。

结合分层字典学习和空谱信息的多光谱图像去噪

针对多光谱图像中存在的多种噪声,提出一种利用空谱信息和分层字典学习的降噪方法.该方法依据相邻波段之间的结构相关性划分多光谱图像波段;并对得到的每个波段子集使用分层字典学习框架进行统计建模.通过引入高斯噪声项和稀疏噪声项,来有效地表达图像噪声特性;同时,应用吉布斯采样求解统计模型,以实现降噪的目的.在两幅真实多光谱图像数据上的仿真实验表明,该方法能够有效地抑制多光谱图像中的多种噪声,且能够准确地保留图像结构和细节信息.

西南紫色土水蚀区坡谱信息熵与地形因子关系分析

坡谱信息熵可综合反映地形起伏特征,计算便捷,为探索其能否替代计算繁杂的地形因子应用在土壤侵蚀评价中,该研究以西南紫色土水蚀区为研究对象,基于ASTER GDEM(30 m分辨率),计算坡谱信息熵、坡度坡长因子及沟壑密度等地形因子,分析坡谱信息熵与地形因子量化关系。结果表明:全区坡谱曲线形态有"S"、"L"及近似钟型,峰值集中分布在0°~3°、15°~18°、24°~27°;全区坡度坡长因子均值为11.03,空间北大南小的分布差异明显。区域尺度的沟壑密度为0.66km/km^2,流域尺度沟壑密度为0.33~0.88km/km^2;坡谱信息熵与坡度坡长因子在一级区(R^2=0.9494,P<0.01)、二级区(R^2=0.9603,P<0.01)均具有显著的对数或幂函数关系。与沟壑密度在川渝山地丘陵区呈显著的指数关系(R^2=0.7475,P<0.05),在其他区域尺度虽存在显著的多项式函数关系,但相关度较低。研究结果可为紫色土区水土流失评价、土壤侵蚀预报提供科学依据。

利用时间谱信息融合的空中目标分类算法

时间谱信息(目标的航迹、速度、机动性、空间坐标信息)揭示了目标空间状态随时间的变化特性,从而可利用目标的时谱简化(或缩小)待识别目标的范围。将低分辨雷达测量得到的高度、速度、加速度作为目标特征,建立典型空中目标对各特征的模糊隶属函数,进而采用改进的证据推理进行分类判决。结果表明利用时间谱信息可为雷达空中目标识别提供有效辅助手段。

基于功率谱信息熵的异常心音识别

目的:异常心音识别是心血管疾病检测的一种重要手段,为了探究异常心音频域的有用信息,提出了将不同频段的功率谱作为一个独立信源计算其信息熵,从而对房室瓣和动脉瓣异常信号进行判别的一种新方法。方法:实验先将心音信号进行小波包分解,然后利用改进的Welch方法计算信号的功率谱,进而求各频段的功率谱信息熵,再建立支持向量机预测模型来对两种异常心音进行识别。结果:选取二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、主动脉瓣狭窄、主动脉瓣关闭不全共27例心音信号进行算法仿真,其中房室瓣异常能够全部检测出来,动脉异常有3例被误判,正确率达到77%;在原有27例信号的基础上,增加3例房室瓣异常和3例动脉异常信号进行算法验证,房室瓣异常信号仍然能够全部被检测出来,动脉异常信号2例被误判。结论:从仿真结果可以看出,该算法对房室瓣异常和动脉异常两种心音信号有较高的识别率,尤其对房室瓣杂音能够完全识别,也表明功率谱信息熵在异常心音的识别中具有重要意义。

基于时间谱信息的舰艇防空威胁评估

目标空间状态随时间呈现的分布特性被称为目标的时间谱,利用目标的时间谱信息(目标的航迹、速度、机动性、空间坐标信息)可以提高舰艇对空中目标威胁评估的准确性。采用主客观结合的方法对空中目标的状态进行判断达到威胁排序的目的。算例表明,通过时间谱信息进行主客观相结合的舰艇防空威胁评估能够合理利用侦察信息,为舰艇指挥员及时决策提供一个有效的辅助手段。

结合局部空谱信息的高光谱图像多端元提取

针对传统高光谱单端元提取算法不能描述光谱变异、混合像元分解精度不高的缺点,提出一种结合局部空谱信息的高光谱图像多端元提取(multiple endmember extraction algorithm with local spatial-spectral information,MEELSI)方法。首先将原始高光谱图像进行图像子空间划分获取不重叠的图像块,并利用自动目标生成算法分别在图像块上提取候选端元;然后对候选端元的邻域像元进行光谱相似性分析,优化精选候选端元;最后利用K-means聚类算法对所有端元集进行聚类分析,得到最终的多端元光谱集。仿真数据和真实高光谱数据的实验结果表明,与传统单端元提取方法相比较,MEELSI算法具有表征遥感图像中光谱变异的能力,能够有效提高混合像元分解精度。

基于功率谱信息熵与GK模糊聚类的生物组织变性识别方法

本文提出了一种基于功率谱信息熵和GK模糊聚类相结合的方法,应用于生物组织变性识别判定中。利用高强度聚焦超声辐照离体新鲜猪肉来改变其特性,并用热电偶测量声焦区温度,同时采集了不同温度时的超声回波信号。通过对采集的信号进行截取,研究了分段数对功率谱信息熵辨识性能的影响。研究发现当分段数为26至32时,功率谱信息熵的准确度、灵敏度和特异度均有较高的值。本研究计算了分段数为30时的功率谱信息熵,此时的变性组织对应的功率谱信息熵比未变性组织对应的功率谱信息熵平均高出约0. 094,大约为7. 99%。采用功率谱信息熵作为特征参数时,GK模糊聚类效果优于模糊C均值聚类;采用GK模糊聚类方式,功率谱信息熵比小波熵具有更高的辨识率。

频谱信息:译码的困难

介绍了有关Opsis公司的活动信息。该公司从事光学信息处理，借助气体分析仪器利用氙气灯泡产生穿过气体介质的光脉冲。简要地介绍了这种仪器和所用的软件。特别强调处理后所得试验材料具有特别好的稳定性。因而分析需要复杂的数学方法和计算系统。困难在很大程度上与介质所产生的效果有关，在介质中完成了测量，在数据接收和数据手段之间需要实时交换信息。

融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展

遥感时间序列蕴含自然因素和人类活动等不同驱动因子导致的森林组成、结构、功能变化及其差异信息,能有效提升对森林演替过程、发展态势及其驱动和响应机制的理解能力。本文系统评述了融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展。从数据、特征、算法等多个角度阐述了当前森林扰动检测进展:(1)数据角度。介绍了面向稠密和稀疏时间序列等不同观测频次的变化检测方法;(2)特征角度。归纳了森林扰动光谱响应特征和多光谱特征集成变化检测策略,总结了面向森林扰动检测的时序与空间特征融合方式;(3)算法角度。介绍了并行和串行两种多算法集成策略,描述了面向森林低强度扰动的变化检测算法研究进展。此外,森林扰动归因的本质是面向森林多类型扰动分类问题,本文在分别按照时间顺序和特征维度归纳作为森林扰动归因输入的归因特征的基础上,总结了基于遥感时间序列时空谱和地形特征融合的森林多类型扰动归因方法。最后,本文分析了森林扰动遥感监测目前存在的问题,并对未来研究方向进行了展望,以期为融合遥感时间序列时空谱信息的变化检测和归因研究提供借鉴。

基于谱-时信息融合的机械设备异常声音检测

针对机械设备声音信号的特点提出了一种基于谱-时信息融合的机械设备异常声音检测方法(STvec-MFN),结合1DCNN网络时序特征和对数梅尔频谱的频谱特征,利用频-时联合注意力模块ST-JAM聚合频谱和时序特征,建立MobileFaceNet(MFN)模型完成机械设备故障检测,并在工业数据集MIMII和ToyADMOS上进行验证。实验表明,STvec-MFN的检测性能AUC和mAUC分别达到88.80%和81.33%,比目前性能优异的Glow算法提升4.2%和15.65%。

信息谱熵的链式关系

信息谱针对非独立同分布多拷贝的情形,建立了信源编码和信道编码理论。在实际中,有限码长和有限步操作才是可实现的,从而有必要对非渐近情形甚至是one-shot情形下的信息谱进行研究。该文给出信息谱相对熵及相关性质,特别给出了信息谱相对熵与假设检验相对熵的关系。依赖信息谱相对熵,考虑相关的熵、条件熵和互信息,重点讨论信息谱互信息之间的等价关系,进而讨论其链式关系。

基于谱信息熵和互补模型的声效模式检测

提出了一种基于模型融合的声效检测方法.首先提取对所有声效模式都具有良好辨识能力的谱信息熵特征,并进行声效辨识度分析;然后引入互补模型进行声效识别,从模型层面实现了整体谱特征、梅尔频率倒谱系数和谱信息熵的融合.对孤立词测试集进行了声效检测实验,识别精度为81.6%,实验结果表明,谱信息熵在3类特征中具有最好的分类能力,而互补模型能够有效集成3种特征蕴含的显著性信息.

基于小波变换谱信息的溢油油膜厚度分类研究

本文提出一种基于小波变换谱信息的新型分类算法。该算法通过分析不同地物光谱曲线及高频小波系数曲线的奇异性，提取不同厚度油膜的敏感波段，以敏感波段的低频小波系数为基础，重新生成低频小波系数图像并进行分类。实验结果表明，该方法可找到不同厚度油膜的敏感波长，有效提升不同厚度油膜识别精度。

中药色谱指纹图谱超信息特征数字化评价系统

目的介绍"中药色谱指纹图谱超信息特征数字化评价系统3.0"的组成框架和核心内容。方法该软件能给出①指纹峰特征技术参数;②色谱指纹图谱潜信息特征判据参数即以色谱指纹图谱指数F和色谱指纹图谱信息量指数I及色谱指纹图分离量指数RF等综合性指标为核心挖掘色谱指纹图谱的潜信息特征;③色谱指纹图谱定性相似度和定量相似度判据参数;④色谱指纹图谱相对统一化特征判据参数,能计算以上4类参数用于中药信息质量控制研究。结果给出①指纹峰特征技术参数15个;②色谱指纹图谱潜信息特征判据参数42个;③色谱指纹图谱定性相似度和定量相似度判据参数32个,其中定性相似度15个,定量相似度17个,使用时仅需32个参数的1到4个即可;④色谱指纹图谱相对统一化特征判据参数25个,用以上4类参数可构建详实的中药数字化指纹图谱,能清晰准确地反映和控制中药质量。结论"中药色谱指纹图谱超信息特征数字化评价系统3.0"是进行中药数字化指纹图谱研究的重要有效工具,其114个指标基本构成了数字中药质控的核心,是中药现代信息质量控制的一种最佳技术和合理选择。