基于分形理论和神经网络的红外图像分割算法

针对实现红外图像的分割,快速准确地检测出红外序列中的人造目标的需要,结合分形特征和Ko-honen神经网络的特点,提出了一种基于分形技术的图像分割算法。该算法利用自然背景和人造目标的不同分形特征检测目标,提出了包括分形维数在内的7个红外图像特征,结合神经网络的自组织学习能力来进行图像分割。给出了算法实现的具体步骤。仿真试验结果表明,该算法能有效地实现红外图像的分割。     

分形：非线性科学理论、创新与实践

分形理论成型于20世纪70年代,乃是当代最重要的非线性科学理论分支之一。分形理论主要以自然和社会科学领域广泛存在的＂粗糙＂为研究对象,试图发掘不规则中存在的规则。分形理论的产生对人们的哲学观和方法论由线性科学领域渗入非线性科学领域产生了重大影响。本文简要介绍了分形理论的产生和发展及在我国的研究现状,然后对分形理论应用于资本市场做了系统分析。我们希望本文的基础讨论能为后续深入研究提供指引。     

混沌逆滤波与分形参数在目标检测中的应用

对目标跟踪的雷达测量数据进行处理 ,说明了通过混沌逆滤波可以找到观测数据中隐藏的工程背景中的动力特性 ;并且利用分形布朗运动 ( FBM)模型研究测量残差数据 ,其分形特性反映了目标的物理性质 .给出了混沌滤波器在提高雷达数据信噪比和分形参数在目标特性检测中的应用方法.     

三维树木的计算机模拟

对树木等非规则自然景物进行计算机模拟方法中具有较强影响力的是由Barnsley提出的迭代函数系统IFS方法。在此基础上介绍了生成三维分形树木的基本方法,并将树干、分叶分别进行阐述,根据对效果要求的不同,提出了绘制树叶的不同方法。该方法既可以绘制出树木自然形态的特征,又可利用以几何多边形为基本的构形单位,运用各种成熟的光照、纹理方法对树体进行渲染,产生光照的效果,生成具有高度真实感的三维分形树木。     

云背景红外弱小目标结构相似检测算法

由于自然物具有结构自相似性的分形几何特征,云背景条件下,天空和云彩的红外图像在灰度分布上具有强的自相似性,而目标与自然物边缘是奇异点.小目标与自然物只有边缘,没有分形结构的自相似性.采用八种分形结构对区域内像素进行旋转映射,确定最小误差为该区域的分形结构,进行图像恢复,恢复出的图像只包含背景.当原始图像与恢复图像的灰度差大于阈值时,检测出的目标为弱小目标.     

基于分形和背景知识挖掘的红外图像水上桥梁目标识别

针对复杂背景下远距离航拍红外图像中水上桥梁识别的难题,提出一种新的基于分形理论和背景知识挖掘的目标识别方法。根据红外图像水上桥梁上下文描述,利用红外图像的直方图动态阈值法和分形特征检测出图像中的感兴趣区水域,同时基于先假设后检验的桥梁潜在目标被分割出来;然后利用形态学滤波完成目标图像的进一步分割;最后,利用目标特征匹配完成桥梁目标识别。基于TMS320C6416图像跟踪器的实验结果证明:该方法有较高的自动目标识别率和计算实时性。     

基于分形的自然景物描述方法研究

自然景物的描述在计算机图形学中具有十分重要的意义。对基于分形的描述自然景物方法，即递归法、L-系统法、IFS法进行了分析研究，在此基础上，提出基于正余弦的IFS描述法，该方法克服了递归法、L-系统法、IFS法等描述方法的生硬性和一律性，增加了分形造型结果的多样性，为以后的深入研究和应用提供了依据。     

DGPS实时引导和跟踪系统

以对空目标寻的系统的外场试验为背景，介绍了一种采用差分GPS定位技术，结合计算机软件而设计的目标实时引导和跟踪系统，并给出了某试验系统的试验实测数据和结果分析。试验证明，该系统工作十分有效，而且使用方便，工作可靠，值得推广。     

基于灰度分布模型的声呐图像目标检测算法

针对声呐图像目标检测问题,提出了一种基于声呐灰度图像像素点的灰度分布模型的目标检测快速算法。该算法利用图像中各像素点处滑动窗内像素点的灰度分布模型的参数和拟合误差为特征量,构造声呐图像的特征图,并采用自适应阈值算法进行目标特征区域检测处理。最后将该算法的检测结果同分形特征以及扩展分形特征检测结果进行了比较分析。仿真结果表明该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景中演示等自然景物的影响,实现人造目标的准确提取。     

分形调制在平坦慢衰落信道中的性能分析

论述了作为一种新的低截获概率通信体制的分形调制的原理,介绍了分形调制在通信系统中的具体实现.针对分形调制固有的多速率分集的特性,提出了在接收端三种不同的解调判决的方法,并将分形调制与BPSK调制在AWGN、Rayleigh平坦慢衰落信道下的性能进行了仿真、分析和比较,得出了"利用多速率分集特性可使分形调制在AWGN和Rayleigh平坦慢衰落信道中获得差错性能的提升"的结论,同时为分形调制系统的设计提供了有益的尝试.     

改进的分形算法在弱小目标检测中的应用

针对单帧图像中的弱小目标检测问题,提出了一种改进的基于分形的快速检测方法。该方法首先利用图像的局部熵信息对目标进行粗定位,以得到一个包含目标的感兴趣区域,然后利用分形理论构造该区域的分维像,最后对分维像采用自适应阈值分割即可将弱小目标精确检测出来。与传统分形算法相比,提出的改进算法包含粗定位和细定位两部分,它将分形算法要处理的区域缩减到局部熵所估计的小范围内,从而克服了传统分形方法计算量大、抗噪性差的缺点。仿真实验结果表明,该方法能够稳健、快速、有效地检测弱小目标。     

雷达作用距离的分形特性研究

雷达信号的检测特性是根据目标回波的某种随机分布确定的,但实践证明雷达目标回波具有分形特性,即雷达回波是受非线性动力学系统控制的,随机性中又存在着某种确定性。根据雷达回波信号的分形特性,分析提出了雷达作用距离也具有分形特征。通过建立仿真模型进行实验,证明了所提理论的有效性,得到了雷达作用距离的分维数,对于修正雷达检测特性曲线具有一定的指导意义。     

城市地价空间系统的分形特征提取模型与实证

针对城市地价空间系统的特点, 运用Moran's I指数, Getis-Ord General G指数和盒维数模拟原理构建地价空间系统分形特征的提取模型. 采用北京市414个住宅用地出让数据作为样本进行实证分析. 研究发现在3500m范围内, 北京市居住地价空间系统存在较强正自相关的分形特征, 随着空间尺度增大空间相关性逐步降低; 北京市居住地价空间系统呈现低度集聚分布模式, 即地价较高样点趋于和地价较高样点相邻, 地价较低样点趋于地价较低样点相邻规律; 北京市居住地价空间系统分形维数处于2～3之间且均为分数, 维数越大地价空间系统越复杂. 理论与实证研究表明城市地价空间系统的确存在分形特征, 城市地价空间系统分形特征的判定为深入分析地价空间分布, 以及进一步的地价空间分形插值提供了重要的理论依据.     

基于小波变换的分形图像压缩编码方法

为了弥补分形编码在高压缩比时重建图像质量较差及匹配搜索量大的不足 ,基于小波图像的分形特征及系数的统计分布特性 ,定义了灰度变换和能量阈值系数 ,提出了基于小波变换的分形图像压缩编码方法 (FICC-WT)。对小波分解后的低频子图像进行灰度变换 ,然后进行自适应四叉树分割的分形编码 ;对差值图像及其它子图基于定义的能量系数进行自适应阈值取样的熵编码 ,并讨论了灰度变换参数对重建图像的影响。实验证明 ,所提方法减小了匹配探索量 ,而压缩比和峰值信噪比 (PSNR)有明显改善。     

一种基于趋势分形维数的股指时间序列相似性分析方法

为了提高股指时间序列相似性分析的准确性, 提出趋势分形维数的概念, 并基于此定义了相似性分析方法. 趋势分形维数包含阳线维和阴线维, 能更好地反映市场跌涨变化趋势, 基于该维数的相似性度量方法能够提高相似性度量的准确性. 通过与其他两种相似性度量方法对比, 进一步说明该方法的优越性.     

Filtering of long-term dependent fractal noise in fiber optic gyroscope

Stochastic noises of fiber optic gyroscope (FOG) mainly contain white noise and fractal noise whose long-term dependent component causes FOG a rather slow drift. In order to eliminate this component, a two-step filtering methodology is proposed.Firstly, fractional differencing (FD) method is introduced to transform fractal noise into fractional white noise based on the estimation of Hurst exponent for long-term dependent fractal process, which together with the existing white noise make up of a generalized white noise. Further, an improved denoising algorithm of wavelet maxima is developed to suppress the generalized white noise. Experimental results show that the basic noise terms of FOG greatly decrease, and especially the slow drift is restrained effectively. The proposed methodology provides a promising approach for filtering long-term dependent fractal noise.     

基于均值-MF-X-DMA的能源产业链投资组合策略

国际能源金融市场是复杂的非线性系统,极端气候、地缘政治和金融风险等因素深刻影响能源投资活动。基于分形理论与产业链理论,提出优化中国能源产业布局及外汇能源资产配置的投资策略。结合均值-方差模型与多重分形方法,构建均值-MF-X-DMA模型,并选取标普500指数中反映能源产业链5个环节的10支股票进行分析。研究结果表明：每支股票的收益率均具有分形特征,分形市场假说适用于能源投资组合的构建;基于产业链理论的选股思路,能够构建稳定性更好、收益率更高的投资组合;与传统投资组合模型相比,除了标度为10之外,该投资组合策略在其他标度下均能取得更高的收益以及夏普比率、詹森指数和特雷诺指数,并弱化系统性风险的影响。