采用混合策略联合优化的模糊C-均值聚类信息熵点云简化算法

针对传统聚类算法处理点云简化问题时精度低、耗时长且易丢失特征信息等问题,提出了一种基于动态精英自适应混合策略的鹈鹕算法(DEAMPOA)与加权熵法联合优化的模糊C-均值聚类(FCM)信息熵点云简化算法。采用动态自适应种群混合策略,同时融合了精英反向化思路,显著提升了鹈鹕优化算法(POA)的收敛趋势和全局寻优能力,提高了寻找FCM最优聚类中心的成功率;利用DEAMPOA结合加权熵法对FCM进行优化,提高鲁棒性的同时增强了搜索精度,得到较好的聚类结果;在8种UCI标准数据集上与4种算法对比进行聚类性能评估实验,验证了所提方法综合性能优越;将所提方法与信息熵融合,并应用在三维点云KITTI数据集简化中。实验结果表明:与包围框简化法、随机采样简化法和特征选择简化法对比,所提方法全局误差简化前后点集之间平均欧式距离(MED)指标分别降低了2.25%、6.93%、5.74%,点云简化效果最优且运行速度满足要求。

基于联合方向梯度和均值对比度的红外弱小目标检测方法

针对小目标在整幅图像中占比很低,且目标周围存在大量杂波,提出了一种基于联合方向梯度(Associated Directional Gradient,ADG)和均值对比度(Mean Contrast,MC)的红外弱小目标检测算法。该算法由两个模块组成:ADG利用红外弱小目标的高斯分布模型,将单一方向的梯度与一个相邻方向上的梯度相加组成新的联合梯度特征,增强真实目标、抑制背景杂波的同时能够消除高亮边缘对目标检测效果的影响;MC融入方向信息来计算目标的多方向对比度,选用多方向对比度的最小值抑制结构噪声,并将均值滤波的思想引入对比度的计算,抑制背景中的孤立噪声,进一步降低检测的虚警率。在实际红外图像上的实验结果表明,该算法在增强目标信噪比和抑制背景噪声方面,能够取得较好效果。

噪声鉴别C均值聚类的滁菊花茶品质等级鉴别研究

近红外光谱检测技术可以通过探测近红外区域的光谱特征,反映所测样品内部有机物化学成分和结构信息。在分析物质成分时,近红外光谱通常会涉及到大量的波长数据,因此其维数往往比较高。同时,光谱会出现重叠和冗余等现象,会影响模型的性能。提出一种噪声鉴别C均值聚类(NDCM)算法。NDCM将一种快速广义噪声聚类(FGNC)和模糊线性判别分析(FLDA)相结合,可实现模糊聚类过程中进行数据鉴别信息的提取和数据空间维度的压缩,以达到更高的聚类准确率。对滁菊花茶近红外光谱数据进行模糊C均值聚类(FCM)得到的模糊隶属度和聚类中心作为噪声鉴别C均值聚类(NDCM)的初始模糊隶属度和初始聚类中心,使NDCM具有聚类速度快,准确率高等优点。FCM算法对光谱噪声数据敏感,而NDCM算法在处理含噪声的光谱数据时能够表现出较好的性能。该研究选取特级滁菊、一级滁菊、二级滁菊三种品质等级的滁菊花茶作为实验样本,共计240个样本。实验使用便携式近红外光谱仪(NIR-M-F1-C)采集滁菊花茶的近红外光谱数据。用Savitzky-Golay滤波和多元散射校正(MSC)对滁菊花茶近红外光谱进行预处理,以减少光谱中掺杂的噪声和重叠信息。通过主成分分析(PCA)对采集到的400维光谱数据进行维度压缩降至6维。该研究使用线性判别分析(LDA)提取滁菊花茶光谱数据中的鉴别信息,并将数据空间维度进一步转换为2维。分别用FCM,FGNC和NDCM三种算法对处理后的数据进行聚类分析,以实现对滁菊花茶的准确分类。实验结果显示:当权重指数m=2.5时,FCM,FGNC,NDCM的聚类准确率分别为92.42%,98.48%,100%。NDCM聚类时间略长于FGNC。FCM算法需要进行27次迭代才能收敛,而FGNC算法和NDCM算法分别只需要13次和10次迭代就能达到收敛。采用近红外光谱技术结合MSC、Savitzky-Golay滤波、PCA、LDA和NDCM算法,建立了一种精准鉴别滁菊花茶品质等级的聚类模型。

基于最大均值差异的能量侧信道泄露量化评估

能量侧信道分析是通过对密码设备运行时的能量消耗进行分析,推导出运行时的操作及操作涉及的敏感中间值.对密码设备进行能量泄露量化评估是分析密码设备信息泄露程度的重要手段,目前主流的评估方案主要关注于能量迹上单个样本点的泄露,并未充分考虑高阶攻击模型下的泄露评估问题,对于采用掩码防御措施的密码芯片来说,一旦发生泄露,通常表现为多变量联合泄露,因此采用传统的单样本点方法进行泄露评估会存在假阴性的问题.本文研究多点联合泄露评估问题,引入最大均值差异方法,提取能量迹的多变量联合特征,构建基于最大均值差异的能量泄露量化评估模型,提供了一种有效的能量侧信道泄露量化评估方法.通过实现无防御对策和有防御对策的AES算法,使用DPA contest v2、ASCAD v1和自采能量迹数据集进行实验,结果表明,基于最大均值差异的泄露量化评估方法能够有效降低单样本点检测方法出现假阴性的风险,HAC、MTD和Bartlett-F检验的对照结果也进一步验证了该方法的有效性.

基于改进Ratio统计量的重尾AR(p)时间序列均值变点检验

文章提出两个改进的Ratio统计量来研究重尾AR(p)时间序列均值变点检验问题,在原假设下推导了统计量的渐近分布,且在备择假设下证明了其一致性。由于重尾指数未知且难以估计,因此结合Wild Bootstrap重抽样方法来确定渐近分布的临界值;在均值变点存在的情形下,给出了变点位置的一致估计量。数值模拟结果表明:统计量的临界值均不受重尾指数和自回归系数的影响,其经验水平和经验势均取得满意的效果;尤其在原假设下,积分型Ratio统计量的经验水平表现出更好的稳健性,而在备择假设下,最值型Ratio统计量则具备更好的显著性。最后,基于一组股票数据,从实际应用角度进一步阐明所提方法的有效性和可行性。

一组加权平均值参数不等式

采用变量替换,构建了一组加权平均值参数不等式,对Popovic不等式与Rado不等式进行了加权推广,加细了加权算术几何调和平均值不等式.

融合均值榜样的反向互学习水母搜索算法

为解决水母搜索算法(jellyfish search algorithm,JS)的洋流运动缺乏多样性、群内运动缺乏引导性、种群间信息无交流,造成搜索速度慢、稳定性差及易早熟的问题,构建了一种融合均值榜样的反向互学习水母搜索算法(oppositional-mutual learning jellyfish search algorithm based on mean-value example,OMLJS).首先在水母跟随洋流运动(全局搜索)部分,利用前两代水母的平均位置代替只考虑上一代水母的平均位置来引导水母个体的位置更新,提高算法的全局搜索能力;其次在水母的群内主动运动(局部搜索)部分,利用最优个体代替随机个体来引导水母进行更有效的搜索,加快算法的收敛速度;然后在水母进入下一次迭代前增加对水母种群进行动态反向互学习步骤,增加种群多样性及增强种群间的信息交流,达到互补另外两个策略,提高算法的整体优化性能.选用12个经典的基准测试优化函数,将OMLJS与5个对比算法从解的平均值、最优值及方差进行对比分析,并用于求解最小生成树问题,OMLJS能够更快地找到最小生成树.实验结果表明,OMLJS的收敛速度、求解精度明显提高.

基于改进K均值聚类的语音情感识别深度学习方法

针对当前语音情感识别(Speech Emotion Recognition, SER)方法中准确性低和时间复杂度高的问题,提出一种基于改进K均值聚类的语音情感识别深度学习方法。采用改进的K-均值聚类算法从整个音频信号中选取反映情感特征的关键片段;使用短时傅里叶变换将所选序列转化为一个谱图;利用深度残差模型ResNet和深度双向长短时记忆Bi-LSTM网络从空间和时间上学习表征谱图中与情感相关的隐藏特征,基于Softmax分类器获得最终的情感分类。实验结果表明,所提方法比其他识别方法具有明显的优势,在改善情感识别率的同时,降低了模型的处理时间。

基于改进切尾均值的矿井图像去噪算法

现有矿井图像去噪算法对于复杂噪声的去除效果有限,且处理速度不能满足实时监控需求。针对该问题,提出一种基于改进切尾均值的矿井图像去噪算法。首先,采用切尾均值滤波器对图像噪声进行初步滤除,同时引入二次检验机制处理残留的噪声点,通过引入离散系数提升算法对不同像素的区分能力,增强去噪性能;其次,采用基于极值数量的分类处理及再次检验机制,有效减少残留噪声问题;然后,在小波函数中引入新的控制变量优化软阈值函数和硬阈值函数,构建双阈值函数,结合Radon变换增强对线性特征的处理,增强对矿井图像的检测能力;最后,采用均方误差(MSE)与峰值信噪比(PSNR)进行图像质量评价。实验结果表明:相较于切尾均值算法、硬阈值算法、软阈值算法,基于改进切尾均值的矿井图像去噪算法处理的图像的MSE增长相对缓慢,MSE最小,图像去噪效果最好;引入离散系数后,去噪图像的MSE相较于引入前低300 dB左右,PSNR相较于引入前高20 dB左右,引入离散系数能有效减少噪声点对算法的影响;相较于卡尔曼遗传优化算法、变换域图像去噪算法、交叉分支卷积去噪网络,基于改进切尾均值的矿井图像去噪算法处理的图像MSE分别降低了27,21,13 dB,PSNR分别提升了8,6,3 dB,去噪耗时分别缩短了0.20,0.16,0.14 s。

广义Kloosterman和及它的四次均值

为了研究对任意素数模p的一类广义Kloosterman和的四次均值,利用初等与解析方法、Gauss和以及三角和的转换性质引入了当素数p≡1 mod 4时该均值的计算问题,并将该类均值转化为特征和的简易形式。从计算结果上对均值的估计具有充分性,从计算方法上对广义Kloosterman和各种形式的四次均值研究具有重要的参考价值。此外,这也为指数和均值计算问题提供了一种新的转化思路与方法,必将对有关问题的进一步探索起到推动作用。

老年人家庭代际关系模式及其影响因素研究——基于代际双向报告的K均值聚类分析

在传统的代际关系模式研究中,数据往往来自家庭中父母或子女一方的报告,然而仅凭借“一面之词”对代际关系进行测量真的准确吗?这一问题的背后透视出当前国内相关研究中双向报告视角的缺失。利用2020年中国家庭追踪调查(CFPS)数据,运用K均值聚类分析及多层Logistic回归方法,探究当前中国老年人家庭中代际关系的双向报告状况、代际关系模式及其影响因素。研究结果表明:首先,老年父母的代际关系报告平均得分要略低于成年子女的报告平均得分,但两者间并不存在显著差异,代际利益假说未获支持。其次,基于双向报告的聚类结果,可将老年人家庭代际关系具体划分为结构维度上的“亲子一致型”、“亲近子疏型”、“亲疏子近型”模式与水平维度上的“亲子和睦型”、“亲子有隙型”、“亲子疏离型”模式。最后,从代际关系模式的影响因素来看,代际结构、老年父母特征及成年子女特征均会在结构维度与水平维度上产生显著影响,而家庭特征仅在水平维度上产生显著影响。简言之,两代人的年龄差距越大、父母年龄越小、子女年龄越大,越可能形成评价一致的代际关系;两代人的年龄差距越大、两代人的性别一致、父母年龄越小、父母获得子女支持以及在城镇家庭中,越可能形成和睦的代际关系。

基于高斯滤波与均值聚类的异质多源传感器数据加权融合

异质多源传感器之间工作频率存在差异,导致数据之间的一致性较差,加权融合后的观测误差较大,因此提出基于高斯滤波与均值聚类的异质多源传感器数据加权融合方法。采用高斯滤波对异质多源传感器数据空间单元格进行划分,建立基于单元格的最佳连通域,保留传感器内部数据,完成传感器数据的高斯滤波平滑处理。引入均值聚类对异质多源传感器数据进行一致性处理。通过免疫粒子群搜索最优权重和参数,利用最优权重和参数完成异质多源传感器数据加权融合。仿真结果表明,所提方法能够降低融合后传感器数据的观测误差与均方误差,观测误差与均方误差最小值均为0.002。因此,说明所提方法提高了融合后异质多源传感器数据的可利用性。

基于局部均值分解与局部离群因子动力电池故障诊断

动力电池故障诊断是保证电动汽车正常运行的关键。提出一种基于局部均值分解和局部离群因子的动力电池故障诊断方法,用于电池组故障识别与定位。通过局部均值分解对电压信号预处理,并根据相关系数高低重构电压信号。进一步提取重构信号的峭度因子作为故障特征输入到局部离群因子算法中,根据局部离群因子算法自适应阈值输出故障电池。采用实车数据验证了所提方法能有效、准确地检测出故障,具有较好的可靠性与鲁棒性。

船用柴油机均值模型建模及仿真研究

柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。

基于覆盖树的自适应均值漂移聚类算法

为解决均值漂移聚类算法聚类效果依赖于带宽参数的主观选取,以及处理密度变化大的数据集时聚类结果精确度问题,提出一种基于覆盖树的自适应均值漂移聚类算法MSCT(MeanShift based on Cover-Tree)。构建一个覆盖树数据集,在计算漂移向量过程中结合覆盖树数据集获得新的漂移向量结果KnnShift,在不同数据密度分布的数据集上都能自适应产生带宽参数,所有数据点完成漂移过程后获得聚类结果。实验结果表明,MSCT算法的聚类效果整体上优于MS、DBSCAN等算法。

不同地区高校科技竞争力的差异分析——基于2011—2021年发展指数均值的比较

高校科技竞争力的差异分析能客观公正地反映位处不同地区高校科技水平的实际情况与发展态势。以位处东部、中部、西部不同地区的普通高校为研究对象,对2011—2021年期间不同地区高校的“R&D人员”“科研经费内部支出”“科技课题数”“科技论文发表数”“发明专利数”等各项数据进行统计分析与均值计算、变异系数测算。研究发现:位处东部、中部、西部不同地区高校的科技竞争力都有发展提高,但也在较多方面存在着一定差距。要解决不同地区高校科技竞争力不平衡问题,应在中西部高等教育振兴计划等战略实施中,确保各项支持政策的落地落实落细,加快提高中西部地区高校科技竞争力。

均值-方差模型中保费的最优分配及其统计分析

在保险实务中,保险公司需要将保单组合的总保费分配在各个保单中,以使得保费与风险尽可能匹配。文章提出了改进的均值-方差保费分配模型,得到了最优保费分配的显式解。结果表明,不论是均值模型还是改进的均值-方差模型,每个风险上的最优保费分配恰为该风险上的保费与差额保费的加权平均。进而,给出了保费分配的最优解的非参数估计,并证明了估计的大样本性质。最后,利用已有文献的数据,给出了改进的均值-方差模型的最优保费分配解,并验证了最优解估计的收敛性。

树状结构在数据流求均值中的应用

数据采集过程中,随着数据的增加,数据的平均值持续发生变化。为了研究平均值的变化过程,分析平均值序列的计算方法是有必要的。传统的方法是使用线性顺序存储方式计算均值序列,总的时间复杂度高达O(n2)。提出利用树状结构存储方法求取均值序列,并介绍其实现方法,该方法时间复杂度大大降低,仅为O(n*lnn)。

基于自适应滑动窗均值偏移算法的雷达信号分选

为了应对复杂体制雷达信号分选的要求,提升信号分选的速度和准确性,解决传统信号分选方法的弊端,本文将均值偏移聚类算法引入雷达信号分选,通过改进算法引入滑动窗的自适应更新摆脱了传统分选方法对预设参数的依赖。实验结果表明:自适应滑动窗均值偏移算法在分选准确性和速度上综合表现优于用于对比的传统分选方法,对不同密度的雷达数据集和在脉冲丢失的情况下都可实现较好的分选效果,对捷变频雷达的分选效果良好,并可推知对其他类似体制的雷达均有良好分选效果。本文研究成果可应用于大量数据的多体制雷达的分选优化。

基于二分K均值聚类算法的电子档案存储技术

为实现电子档案高质量安全存储,提出基于二分K均值聚类算法的电子档案存储技术。由档案所有者挑选适合自己档案的存储机构,在存储机构工作人员帮助下,使用基于二分K均值聚类算法的图像优化方法优化待存储的电子档案。将优化后的电子档案发送给星际文件系统,由档案存储机构予以保存并返回唯一Hash指纹,操作完成后通过公钥密码算法实施数字签名操作,并由档案所有者对数字签名结果实施合理验证,验证通过后生成最终的电子档案及数字签名,发送给以太网区块链完成存储。实验结果表明,所提技术可较好存储电子档案,能够有效提升电子档案文件存储的安全性和稳定性,极大程度节省电子档案存储空间。