基于数理统计基因识别问题的研究

对于很长的DNA序列,在计算其功率谱或信噪比时,离散Fourier变换(DFT)的总体计算量仍然很大,会影响到所设计的基因识别算法的效率.Voss映射,Z-curve映射,探求功率谱与信噪比的某种快速计算方法运用计算机MATLAB软件用快速傅里叶变换方法来实现功率谱和信噪比的求解.     

基因识别问题及其算法实现(上)

基因识别是目前生物信息学领域的一个研究热点,采用信号处理方法来识别基因编码序列也受到广泛重视.本文基于DNA序列的3-周期性,利用序列的频谱曲线和信噪比曲线,建立基因识别的简化算法.基于Voss映射,本文提出可变窗宽的DFT算法,代数推导出Voss映射和Z-curve映射下频谱和信噪比的函数关系.关于各类基因的阈值确定,本文运用统计学中的Bootstrap算法,取信噪比序列迭代所得均值的中位数,作为新的阈值,在精度指标下比较四组具有代表性的基因序列的阈值.进一步,运用本文提出算法对待测序列进行数据模型,确定编码区域.     

船舶航行GPS定位轨迹的新预测模型

为了提高海上船舶航行轨迹的预测精度,根据船舶航行的GPS定位轨迹特征,构建一套适用于航行轨迹预测优化算法模型,研究内容包括轨迹数值预处理、预测计算、结果精度分析3个部分.运用离散小波变换对船舶航行轨迹数值的分辨预处理,在灰色预测GM（1,1）算法的基础上,运用非线性规划方法动态调整GM（1,1）算法均质生成数列中的发展系数,构建基于时间序列的数值预测优化算法,最后通过算法模型的实验比较和应用测试.结果表明,本预测模型计算结果精确度高,优于多个其它预测算法或模型.     

基因识别问题及其算法实现(下)

利用序列的频谱曲线和信噪比曲线,建立基因识别的简化算法.提出可变窗宽的DFT算法,代数推导出Voss映射和Z-curve映射下频谱和信噪比的函数关系.运用Bootstrap算法,在精度指标下比较四组具有代表性的基因序列的阈值.     

基因识别问题及其算法实现（下）

利用序列的频谱曲线和信噪比曲线,建立基因识别的简化算法.提出可变窗宽的DFT算法,代数推导出Voss映射和Z-curve映射下频谱和信噪比的函数关系.运用Bootstrap算法,在精度指标下比较四组具有代表性的基因序列的阈值.     

基于小波分析的水稻蛋白OsPCBP的Hurst指数的提取

用DNA walk方式将水稻蛋白OsPCBP的DNA序列映射为相应的数字信号,并利用小波变换提取其Hurst指数.结果分析表明,在OsPCBP的DNA序列中存在长程相关性.     

原核基因识别中的一种负样本生成算法

在基因识别的两类算法中,判别算法通常需要正负两类样本来训练参数.在原核生物的基因组中,由于可充当负样本的基因间序列太少,如何产生负样本便成为原核基因识别中的一个问题.本文提供了一种基于"自相似映射"的负样本生成算法,与通常使用的随机生成算法不同,该算法不需要生成随机数.本文给出了两种负样本生成算法的比较,并初步讨论了自相似性对于DNA序列分析的意义.     

基于小波变换的蛋白质与DNA相互作用的计算机预测

蛋白质与DNA的相互作用在细胞的转录调控和DNA修饰等活动中至关重要.将改进的共鸣识别模型应用于预测酵母蛋白质与DNA的相互作用,运用小波变换找出阳性数据和随机数据的信噪比分布的差异,并通过阈值的选取达到了较好的预测结果.同时,将阳性数据与相应复合物的序列进行序列联配,找到了保守位点,进而从结合位点的角度验证了本方法的正确性.     

原核基因识别中的一种负样本生成算法

在基因识别的两类算法中，判别算法通常需要正负两类样本来训练参数．在原核生物的基因组中，由于可充当负样本的基因间序列太少，如何产生负样本便成为原核基因识别中的一个问题．本文提供了一种基于“自相似映射”的负样本生成算法，与通常使用的随机生成算法不同，该算法不需要生成随机数．本文给出了两种负样本生成算法的比较，并初步讨论了自相似性对于DNA序列分析的意义．     

启动子的潜在语义索引差异识别算法

启动子是基因前面的一个短序列,定位启动子即能找到基因,因此启动子的识别具有重要意义.潜在语义索引差异模型（DLSI）能够扩大类间的差异,降低噪声的干扰,从而提高识别的精度.本文提出基于DLSI的启动子识别算法,利用潜在语义索引差异模型进行特征词选择,通过将样本变换到潜在语义空间中实现降维,建立了启动子-外显子、启动子-内含子分类器,把两分类器的串联结果作为最终的分类结果.实验验证了算法的有效性.     

基于HMM的算法和功率谱算法的基因预测对比研究

基于隐马尔科夫模型的算法和基于傅里叶变换的功率谱算法是常用的基因预测方法且准确度较高．对这两种算法加以论述,并做实验比较．结果表明,基于功率谱的算法在灵敏度和特异性方面都略高于其他基于隐马尔科夫模型的算法．     

基于RBF网络的人脸识别和表情分析方法研究

为解决人脸识别过程中出现的无法有效区分多姿态人脸的问题,进一步提高人脸表情识别率。本文在分析现有人脸表情识别方法的基础上,提出新的识别技术,即采用基于径向基函数(RBF)神经网络的方法,首先对图像皮肤和非皮肤像素进行分离,把人脸区域从检测到的皮肤区域中提取出来,然后以人脸表情数据库JAFFE为测试数据库,对人脸图像进行Gabor小波变换(GWT)和离散余弦变换(DCT),最后将该算法用于径向基函数神经网络的训练过程,建立相应优化模型,并将其应用到人脸表情的识别中,研究结果表明,具有收敛速度快、识别率高等优点,比文献中的方法提高了3%和8%的识别率。     

由心电信号提取呼吸信息的算法及其仿真实现

为了使单纯的心电监护设备实现对多种生理信号的检测,减小设备的复杂性,根据心跳频率和呼吸频率处在不同的频段．提出2种由心电信号提取呼吸信息（ECG—derivedrespiratorysignal,EDR）的算法：离散傅里叶变换EDR算法和离散小渡变换EDR算法．利用MATLAB软件在时域和频域分别对这2种算法进行验证,并进行了相关分析比较．经过筛选比较．离散小波变换EDR算法选用coifN小波作为母小波．仿真结果表明,文中所提出的2种算法均能有效地从心电信号中提取出呼吸信息,但离散小波变换EDR算法的准确性与母小波的选取有很大关系．当选取coif3小波时．离散小波变换EDR算法比离散傅立叶变换EDR算法更为有效．     

利用相似日小波变换和多层感知机的短期光伏功率预测

为了提高光伏功率预测的准确性和可靠性,基于相似日小波变换和多层感知机建立智能光伏功率预测模型;将小波变换的多分辨率特点和多层感知机的非线性拟合能力结合起来,以有效地提高预报的可靠性.首先,选取相似日数据并归一化,并用小波变换对数据进行预处理;其次,训练多层感知机模型学习气象因素与光伏功率之间的映射关系;最后,基于沙漠知...     

小波和余弦变换的抗几何攻击数字水印算法

数字水印技术是目前保护信息安全和版权的一种有效方法,被广泛地用于数字媒体版权的保护中。本文提出一种基于离散小波变换(DWT)和离散余弦变换(DCT)的抗几何攻击数字水印算法,算法简单且易于实现,并具有较好的安全性、鲁棒性和不可见性。仿真结果证明该算法的有效性及抗JPEG压缩、滤波、剪切和噪声干扰能力,在版权保护方面具有一定的应用价值。     

基于矩阵Householder变换的图像数字水印算法

为满足水印算法容易实现同时具有较强的稳健性,提出了一个图像数字水印算法.利用矩阵的Householder变换具有扰动性及Householder变换矩阵(H矩阵)对称性和正交性的特征,将图像进行了矩阵的Householder分解.通过仿真实验对算法进行攻击,结果表明本算法在计算量和稳健性方面优于已有算法.     

一维离散小波变换在心电信号降噪中的应用

为准确提取反映心电信号的特征信息,提出应用一维离散小波变换实现对心电信号的降噪处理方法。首先介绍了一维离散小波变换的基本思想;其次,应用小波分解与重构的方法(Mallat算法)在MATALB环境中编程实现对心电信号的降噪处理;最后,引入降噪信号与原信号的能量比(ENR)、均方根误差(RMSE)和自相关系数(AC)作为小波变换的降噪评价指标。可见,该方法能够有效地去除心电信号中的噪声干扰,对于实现心电信号特征信息的提取具有一定的参考价值。     

OOFDM-PON系统的FFT/IFFT字长联合优化设计与实现

在基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)平台实现的实时光正交频分复用无源光网(optical orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network, OOFDM-PON)系统中, 由于实时全并行快速傅里叶变换/快速傅里叶反变换(fast Fourier transform/inverse fast Fourier transform, FFT/IFFT)模块计算复杂度高, 成为实时OOFDM-PON系统设计的主要瓶颈之一. 构建OOFDM-PON发送与接收仿真平台, 通过联合优化OOFDM-PON发送端的IFFT与接收端FFT蝶形运算的旋转因子和输出字长来降低模块的系统逻辑资源占用率. 采用基于缩短字长界限范围的方法来减少最优化字长的搜索时间, 同时构建了实时OOFDM-PON系统的基于DIF-2的64点IFFT/FFT的字长优化映射表. 该映射表在离线OOFDM-PON平台上的验证结果与仿真结果之间的误差控制在0.5 dB,验证了该优化算法的正确性. 与Spiral设计方案相比, 该设计的基于上述映射表的FFT模块可以节约大约37.2%的逻辑资源.