融合小波域信息的语义分割疫苗玻璃试管缺陷检测算法

针对疫苗玻璃试管缺陷检测中遇到的缺陷形态不规则以及缺陷类间相似度高的问题,提出了一种融合小波域信息的语义分割网络。该网络通过引入离散小波变换分支,实现了小波域信息与卷积主干网络特征图的有效融合,从而提高了对不规则缺陷的分割完整度。在主干网络设计中,加入了动态蛇形卷积,以提升对不规则缺陷分割的细腻度。同时,对主干网络结构进行优化,降低了对计算资源的依赖同时提升了分割精度。通过构建专用的疫苗玻璃试管缺陷分割数据集,与现有的几种卷积语义分割网络和视觉Transformer网络进行了一系列对比实验。实验结果显示,该方法在精度、完整度及细腻度方面均优于所对比的网络,证实了该方法在疫苗玻璃缺陷检测任务中的有效性。

基于时域多分辨分析方法的长波信号时延预测

长波地波传播时延是决定陆基导航定位系统精度的关键,时域有限差分(Finite Difference-Time Domain,FDTD)方法可以提高其精度。但是FDTD方法在计算长距离的模型问题时迭代次数随之增多导致数值计算误差变大。主要通过基于圆柱坐标系下采用具有紧支撑特性的二阶矩Daubechies小波函数为尺度函数的时域多分辨分析(Multiresolution Time Domain,MRTD)方法来提高数值计算精度。随后对MRTD方法进行色散分析,最后将该方法应用于低频地波的传播预测中,提取观测点的衰减因子相位,与使用FDTD数值算法得到的结果进行对比,结果表明:MRTD方法可以在保持精度的前提下用时比FDTD更短。

平稳小波域多尺度乘积下的指数Renyi熵自动阈值选择方法

受目标和背景的大小比例、噪声或者随机细节等因素影响,灰度图像的灰度直方图可能呈现出无峰、单峰、双峰或者多峰模式。为了在统一框架内处理这4种不同直方图模式下的自动阈值选择问题,提出了一种平稳小波域多尺度乘积下的指数Renyi熵自动阈值选择方法。该方法首先利用平稳小波对原始图像进行水平、垂直和对角方向的多尺度变换,再对各个方向的高频子带进行多尺度乘积运算构造出融合图像;然后通过内外轮廓图像对融合图像进行采样重构一维直方图;最后计算重构直方图所对应的指数Renyi熵,并取最大值对应的阈值作为最终分割阈值。提出的方法与4种自动阈值分割方法、2种聚类分割方法以及2种活动轮廓分割方法进行了比较。在16幅合成图像和50幅真实世界图像上的实验结果表明:在合成图像集中,相比于分割精度第2的方法,平均马修斯相关系数提高了41.2%;在真实世界图像集中,相比于分割精度第二的方法,平均马修斯相关系数提高了20.8%。提出的方法具有更稳健的分割适应性,且在分割精度方面明显优于其他8个分割方法。

非平稳随机激励下线性结构动力响应的小波多尺度分析

为了能够有效地建立随机激励作用下结构动力响应均方值、频率与时间之间的关系,基于小波多尺度分析理论,探讨了非平稳随机激励下线性结构动力响应均方值的2种计算方法:(1)先采用显式时域法求解线性结构在不同激励样本下的动力响应样本,然后基于小波多尺度分析技术对各动力响应样本进行多尺度分析;(2)先将不同的激励样本进行小波多尺度分析得到不同尺度下的激励样本,然后再基于显式时域法高效求解线性结构在不同尺度激励样本下的响应样本。最后,基于导出的响应均方值多尺度计算公式得到总的响应均方值。在数值算例部分,采用Meyer小波对结构动力响应实施了小波多尺度分析。算例结果表明,位于结构基频共振区域的那部分激励能量对位移响应均方值有较大的贡献,而对速度响应均方值和加速度响应均方值影响较为复杂。同时,数值算例还表明所提计算方法不受非平稳激励形式的限制,且可以在频域空间高效地识别出激励不同频率区间的能量对结构动力响应均方值的贡献情况。

小波尺度域和空间域倾角扫描高阶相关去噪技术

针对常规小波相关去噪仅在尺度域或空间域进行二阶相关去噪的局限,本文提出了一种小波尺度域和空间域高阶相关去噪方法。首先对地震记录剖面进行5个尺度的静态小波分解,得到5个分量记录剖面,对这5个剖面的每道在尺度域对相邻尺度的小波系数进行高阶相关;然后对经尺度域相关的5个剖面在空间域对同一分量记录剖面相邻道的小波系数再进行高阶相关,并用此系数对相应道修正,完成所有分量剖面的空间域相关后的重构,最终得到去噪后的地震记录剖面。数值试验和实际资料处理结果表明,该方法对随机噪声的去噪效果明显优于仅在尺度域或空间域进行二阶相关的小波去噪的效果。

南京市城区景观特征尺度动态

利用南京市1988、1998和2006年Landsat TM遥感影像,采用小波分析技术,对1988—2006年南京市中心城区的景观结构特征进行了研究.结果表明:应用小波分析技术分析景观样带数据时,取样宽度过小易导致检测结果的不稳定,而样带过宽则易导致较小尺度特征的丢失,应采用合适的样带宽度;基于TM影像(30m空间分辨率)的南京市城区样带宽度以4个像元为最佳.1988、1998和2006年,南京市中心城区都存在4个相对稳定的特征尺度域,分别对应于功能小区、小型街区、中型街区和大型街区;研究期间,大型街区的特征尺度几乎没有变化,而其它3个尺度域的变化相对较大,但各尺度域的变化趋势一致;各尺度域内特征尺度之间的差异性均逐渐变小,表明期间中心城区的结构特征越来越稳定,不同部位的空间结构趋同,且各尺度域的变化有较强的同步性.

小波域尺度积在裂缝检测中的应用

常规的裂缝检测方法实际是基于道间奇异性的检测,在检测出裂缝发育带的同时也会检测出噪声。若利用大尺度的裂缝检测方法或将一些噪声压制方法与裂缝检测方法配套使用,虽可提高信噪比,但却对裂缝定位不准确。针对这种矛盾,引入小波域尺度积的裂缝检测方法,该方法将相邻尺度上的小波系数相乘,将裂缝在不同尺度间的因果关系隐含在内,在抑制噪音的同时,可有效地提高裂缝检测的精度。通过理论试算和实例应用,证明了该方法的有效性。

基于多尺度字典学习的图像融合方法

将小波域多尺度分析的思想和图像域单尺度稀疏表示的思想有效结合,提出基于多尺度字典学习的图像融合方法。首先将训练图像变换到小波域,分别对各个子带系数训练字典;根据训练的字典求解并融合源图像各个子带的稀疏表示系数;经过逆小波变换重构融合图像。提出的方法综合了学习字典的稀疏特性和小波分析的多分辨率特性。实验结果表明较现有基于图像域字典学习的融合方法和基于小波域多尺度分析的融合方法均具有更优的融合效果。

SAR图像多尺度配准的小波域等周割方法

研究在同一场景中不同时间和角度的图像配准问题,针对保证配准的精确性,给出了基于合成孔径雷达(SAR)图像小波域等周割多尺度分割的SAR图像多尺度配准方法。为了抑制噪声和配准精度,提出了SAR图像小波域等周割模型并给出模型的多尺度分割算法,以得到较为精确的轮廓特征,结合轮廓修正过程对每个小波分解层进行多尺度配准;并且,配准过程决定了分割中尺度因子的变化程度。小波分解的应用可有效降低搜索空间,在一定程度上加快配准速度,且使用修正后的轮廓特征信息,提高了配准精度。实验结果表明了方法的有效性,为图像配准技术提供了参考。

子波分析中尺度与波长的关系

通过对数据序列的子波分析中尺度与波长的关系研究,讨论了子波分析的特点和子波变换的不同定义及在傅里叶变换域中的意义,通过子波的定义求出了子波分析中波长与尺度的一般关系式,从理论和实验两方面对Morlet母子波的尺度与波长的关系进行了分析,给出了一些常用子波尺度与波长的关系式。

频率域波形反演中与频率相关的影响因素分析

波动方程深度偏移是解决复杂地质体成像的关键技术,基于波动方程的速度建模为其提供更为精确的速度模型.频率域波形反演是目前研究最为广泛的波动方程速度建模方法之一,它推动了波形反演在勘探尺度下的应用.本文通过对频率域波形反演的实现,分析对比了其有效执行过程中与频率相关的影响因素.介绍了时间域的多尺度反演方法在频率域的一种实现方式,对比分析了输入数据的频点带宽和应用的子波频带范围不同时对反演结果的影响.本文通过设计的山地地质模型对频率域波形反演进行了测试和对比,得到的结论为频率域波形反演的有效计算提供了依据和参考.

基于小波变换的故障信号分析与检测

讨论了小波变换及其基本性质 ,探讨基于小波变换模最大值沿尺度演变的信号突变检测的基本原理与方法 ,在不同尺度上分析和处理信号的各种频率分量 ,使信号的奇点、突变点放大 ,提高信号的分辨率、信噪比。研究小波分析在机械工程信号处理中的应用 ,提出通过二进小波变换检测信号奇异点的实用技术。利用介绍的模极大值多尺度小波变换的方法 ,较有效地检测出滚动轴承故障发生的起始点 。

时间尺度域匹配滤波器的设计与实现

根据地震褶积模型,设计并实现了应用于探地雷达回波信号检测的时间尺度域匹配滤波器,利用小波变换的时间定位性和尺度伸缩性,检测出雷达接收信号中单个反射子波的位置与强弱信息,利用已知的雷达发射子波模型还原回波信号,达到了滤除噪声、最佳接收的目的.通过用传统相关匹配滤波方法和本方法对探地雷达接收数据进行比较试验发现:当信噪比比较低时,传统方法已经不能准确地检测出雷达子波,而本方法仍能准确的检测出90%的雷达子波.这表明,本方法具有更好的子波检测和滤波性能.

我国股市波动信息沿时间尺度流动的非对称性

股票市场中广泛具有短线投资者根据长线投资者的交易行为而执行相应交易的跟庄现象,长线和短线交易分别与不同的时间尺度相关联。经典的时间序列分析方法往往在单一时间尺度条件下展开,无法有效地探索不同时间尺度的股票交易行为间的内存关联。由此,本文引入小波域隐马尔可夫模型,以我国股市5分钟的高频交易数据为素材,研究了股市波动信息沿时间尺度流动的统计性质。结果表明波动信息在传导过程中表现出如下显著的非对称性:大尺度的低波动状态以大概率引发小尺度上的低波动状态,但大尺度的高波动状态只以相对小的概率诱发小尺度的高波动状态。最后,对这一结果的政策意义进行了解释。

连续小波变换在面波压制中的应用

由于原始地震反射数据含有大量噪声,因此地震数据的降噪处理是十分重要的,而面波的压制是陆上地震资料降噪处理的主要问题之一。这里根据共炮点记录中面波与反射波主要能量在时间～尺度域的分布不同,以及面波的频率特性等特点,提出了一种基于时间～尺度域的面波衰减方法。将该方法用于实际炮集资料的处理,并与常用的F-K滤波方法进行对比,结果表明,该方法在衰减面波干扰的同时,能更好地保护反射波,并且对于信噪比较低的浅层反射信号能够取得较好的效果。

自适应小波方法求解波传问题

本文提出了一种求解波传播问题的数值模拟方法——自适应小波时域积分法,即首先引入对偶变量,通过 Hamilton交换将时间导数为二阶的波动方程改写为时间上的一阶方程,然后采用小波分析对波动方程的空间 变量进行离散,并结合时域积分方法得到原方程递推形式的半解析解。利用小波分析的多尺度特性与消失矩特 性,并结合阈值控制,可以自适应地控制计算精度;利用时域积分方法的半解析特性,可以有效地保证解在时间 域上的稳定性。数值结果同解析解进行了对比,表明了本方法的有效性。

基于小波压缩域的统计纹理特征提取方法

本文提出了一种基于相邻尺度子带间统计特性的、可直接在小波压缩域操作的纹理特征提取方法 .主要思想是依据小波压缩域各子带相应空间位置的系数间存在着明显的相关性 ,提取反映这种依存关系的纹理特征 .在提取特征时采用与压缩标准兼容的技术 ,可在部分解压的情况下 ,实现压缩域纹理图象的快速分类 .实验结果表明提出的方法优于现有常用方法 ,计算速度明显提高 .尤其是和传统的子带能量特征相结合时 。

色散介质中的时域小波Galerkin方法

将基于Daubechies尺度函数的时域小波Galerkin法应用到水和等离子体色散介质中的瞬态传播,给出了一种既适合于Debye模型,又适合于等离子体计算的差分方程方法。计算结果证实了方法的有效性,与(FD)2TD比较,该方法可以增加网格尺寸而不会牺牲精度,因而具有计算效率高的特点。

ADI-MRTD算法的数值色散性分析

针对传统的时域多分辨分析(MRTD)方法的稳定性不足问题,讨论了一种将交替方向隐式技术(ADI)与MRTD算法相结合的交替方向隐式时域多分辨分析算法(ADI-MRTD)。导出了基于Daubechies小波尺度函数的ADI-MRTD算法的差分公式和色散性方程,同时证明了其仍然满足无条件稳定方程。并讨论了空间步长、时间步长和电磁波传播方向等因素对ADI-MRTD算法的数值色散影响。结果表明:ADI-MRTD算法的数值色散特性优于传统的时域有限差分(FDTD)算法。

地磁台站的城市轨道交通干扰的小波抑制方法研究——以天津轨道交通干扰为例

我国地磁台站观测环境日益受到轨道交通干扰影响,导致地磁观测数据质量下降,制约地磁观测发展.因此,开展干扰抑制的数据处理方法研究,最大限度抑制干扰是提高观测数据质量切实可行的方法.本文提出轨道交通干扰的小波域噪声阈值抑制模型及方法.以天津轨道交通为例,选用受干扰的天津静海地磁台和未受干扰的参考台站河北红山地磁台观测资料,分析并得到受干扰台站轨道交通干扰的功率谱特征和小波域各尺度上的分布特征.采用小波域尺度间模型提取晚间未受干扰时间段;采用尺度内模型对各受干扰尺度阈值进行有效估算并进行抑制.抑制结果表明:该方法使最大1 00dB左右干扰增益降低至损失数个分贝.该抑制方法作用在未受干扰的2个参考台站的观测数据,平均抑制损失分别为0.05 nT和0.03 nT.该方法能够较好的抑制轨道交通干扰并最大限度的保留真实的地磁观测数据,提高观测数据质量.