双特征参数基因识别算法实现

基因识别问题首要的工作是对数字化后的基因序列利用离散傅里叶变换(DFT)进行频谱分析.对于很长的DNA序列,功率谱或信噪比计算量很大,推导出了DNA序列在Voss映射、Z-curve映射和实数映射下的信噪比快速算法,以及在Voss映射与Z-curve映射下的信噪比的关系.针对阈值确定的问题提出了基于滑动窗口的局部阈值的算法,在分类时达到了很好的效果.另外,实现了基于移动序列信噪比曲线的基因识别方法.最后,由于DNA序列的3-周期性实际上反映了核苷酸在基因序列的三个子序列上分布的"非均衡性",因此引入"方差均值"特征来衡量该非均衡性,提出了基于方差均值的单因素基因识别方法及以信噪比和方差均值作为特征向量,并设计多项式分类器的基因识别算法.     

SNR快速算法及基因阈值确定

在很长的DNA序列中,DFT的大量运算会影响基因识别的效率,对此提出了在Voss映射下仅依赖于碱基在三种不同位置上出现频率的信噪比计算公式,推导发现在Voss与Z-curve映射下其频谱之间存在4倍缩放关系,仿真实验验证了此结果.针对阈值判别的主观性和经验性等缺陷,运用仿真实验方法确定不同类基因的阈值.从敏感性、特异性和精确度三方面对不同阈值下的测试结果进行了评估.同时提出了基于Bootstrap重复抽样的基因最优阈值算法,对不同类基因的最优阈值进行了预测,其中人和鼠类的最优阈值为1.930,并分析了算法的有效性和可行性,其精确度达到了92.8%.     

基因识别问题及其算法实现

从大量的DNA序列中获取丰富的生物信息具有重要的理论意义和应用价值.计算得到了Z-curve与Voss两种映射下功率谱与信噪比的理论关系,而且通过核苷酸频数分布快速计算实数映射时的信噪比;提出了4种阈值确定方法和三个评价准则对不同的物种基因阈值进行了分析,累积概率分布交叉阈值法较其他方法最优;分析了固定长度窗口滑动法由于存在"毛刺"问题而造成预测精度下降,在此基础上提出了变步长阶梯平滑滑动法,与固定长度窗口滑动法相比较预测准确率提高了12.16%达到83%,同时还预测了6个未知序列的编码区域.     

解决矛盾问题的可拓模型与可拓知识的研究

可拓学是解决矛盾问题的学科,在可拓学的可拓模型原型的基础上,明确了计算机解决矛盾问题的可拓模型,它包括三部分:关联函数、可拓知识和推理算法,其中关联函数和可拓知识对不同的问题需要利用不同的原理,且它们是逐步变化的.在可拓知识中,关联函数的可拓变换需要通过计算证明其值是逐步增加的.这样,矛盾问题在计算机中才能得到解决.本文通过多个实例来说明解决矛盾问题的可拓模型及可拓知识的建立和实现.     

基于Schwarz-Christoffel变换的曲流河井位映射计算

曲流河改道、改向使得沉积储层物性沿着河道延伸方向进行分布,常规地质统计学方法在储层参数预测时,依赖于变差函数的变程和方向.根据Schwarz-Christoffel变换基本原理,建立了多边形区域映射到矩形区域保形映射的数学模型,提出了映射数学模型的数值计算方法.在整个映射过程中,需要借助带状过渡区域.从多边形区域到带状过渡区域映射的计算过程中,采用二维粒子群优化(PSO)算法的基本原理,得到带状过渡区域的初始化点位.根据映射数学模型及边界映射结果,以带状过渡区域中的初始化点位为积分终点,以初始化点位距带状过渡区域边界的最近点为积分起点.采用Gauss-Jacobi积分方法得到多边形区域中的计算点位.以实际与计算点位的误差平方和作为目标函数,采用PSO算法得到带状过渡区域中的计算点位.在带状过渡区域映射到矩形区域过程中,根据带状过渡区域到矩形区域映射变换尺度的对应规则,提出了矩形区域中点位的初始化方法.采用Newton法对Jacobi椭圆函数进行求解得到矩形区域的映射点位.为了验证模型的可靠性,以鄂尔多斯盆地曲流河沉积的X砂岩油藏为例,选择了研究区域的38口直井进行分析,得出映射前后的井位保持了一定的几何相似性.因此通过Schwarz-Christoffel映射变换,可以将曲流河沿着河道方向映射到矩形的一个方向,从而为复杂曲流河沉积储层的地质建模变换到矩形区域进行研究提供了一定的理论基础.     

广义块Toeplitz特征值问题的基于sine变换的预处理子

在求块Toeplitz矩阵束（Amn，Bmn）特征值的Lanczos过程中，通过对移位块Toepltz矩阵Amn-ρBmn进行基于sine变换的块预处理，从而改进了位移块Toeplitz矩阵的谱分布，加速了Lanczos过程的收敛速度．该块预处理方法能通过快速算法有效快速执行．本文证明了预处理后Lanczos过程收敛迅速，并通过实验证明该算法求解大规模矩阵问题尤其有效．     

矩阵的Jordan标准型的变换矩阵的计算方法

本文给出一种计算任意复方阵的Jordan标准形的变换矩阵的算法,并证明按照给出的算法计算结果得到的一个矩阵确是所要求的Jordan标准形的变换矩阵。     

不可压缩均匀各向同性湍流的统计理论

本文根据均匀各向同性湍流的涡旋结构理论,从Navier-Stokes方程出发,引进了准相似性条件,认为均匀各向同性湍流场在衰变过程中具有相似性,相似性尺度由表征湍流强弱的湍流脉动速度均方差q以及与特征涡旋尺度具有密切关系的湍流广义Taylor微尺度λ所决定,在对均匀各向同性湍流场计算中,假定湍流脉动在空间呈周期性,周期性尺度正比于λ。 本文对脉动速度等物理量用Fourier级数展开,将在物理空间上的计算转化到谱空间上,利用快速Fourier变换,采用前差格式和Leap-frog格式,对不同Reynolds数的均匀各向同性湍流场从衰变后期到前期进行了计算,得出了与实验较符合的结果。     

基于Arnold变换的图像逆置乱算法

针对Arnold变换的周期依赖于图像的阶数这一特性,提出了一种反变换算法.该算法通过分析加密图像任一点处两坐标分量间关系,得到原图像相应点的坐标,从而实现图像的解密.该反变换也可作为图像置乱的正变换,相应的反变换就是Arnold变换.在此基础上,把二维反变换算法推广到m维的情形.实验结果表明,对于已应用Arnold变换进行预处理的置乱图像,在无须计算原图像变换周期的前提下可快速实现图像的逆置乱,该过程具有确定性,其迭代次数与预处理置乱次数相等.     

语音信号中基于EMD法的情感计算

情感计算是情感语音识别的关键.经验模态分解(EMD)算法是Hilbert-Huang变换(HHT)的核心算法,采用分段幂函数插值算法求情感包络线,能达到更好的情感识别效果.利用软件MATLAB仿真了情感语音信号的经验模态分解(EMD)特性,把情感语音信号进行EMD分解后IMF做频谱变换,便能得到一个情感包络线,根据情感包络线的不同而达到情感识别的目的.