一种改进的自适应分数阶积分图像去噪算法

为了改善图像去噪的效果,提出一种基于分数阶积分和中值滤波的改进自适应图像去噪算法,首先利用自适应中值滤波算法(Ranked-order Based Adaptive Median Filter,RAMF)中的噪声判别条件来检测噪声点,然后利用"噪声边缘"判别函数对其中的可疑噪声点进行二次检测,同时根据图像的局部统计信息和结构特征构造自适应的分数阶阶次,最后将检测出的噪声点进行自适应的分数阶积分滤波去噪。与传统的分数阶积分去噪算法相比,该自适应算法有效地保留了被错误误去除的图像边缘点,并且实现了分数阶积分的阶次自适应化,在去除噪声的同时很好地保留了图像的边缘及纹理细节信息。     

分数阶微积分的一种物理解释和定域长分数阶微积分

本文讨论了现有的三种分数阶微积分基本定义(R-L(Riemann-Liouville)定义、G-L(Grumwald-Letnkov)定义和Caputo定义)对阶数的适用范围,以及三者之间的关系;强调指出分数阶导数与整数阶导数之间的区别.通过对分数阶微积分一个统一公式的讨论,以及给出分数阶微积分一个简单的物理解释,加深对分数阶微积分本质的认识;提出定域长分数阶微积分定义,给出它的直接数值算法,预期它可能在实践中得到应用.     

分数阶低通滤波器的优化设计研究

分数阶滤波器由于具备连续步进的阻带衰减速率和更大的设计自由度而受到国内外学者的广泛关注.本文提出两种符合指标要求的分数阶低通滤波器的优化设计方法,即采用Matlab优化工具箱中的Fminimax和Fgoalattain两种多目标优化函数来分别设计符合指标要求的两种不同形式传递函数的分数阶低通滤波器,通过比较通带偏差、阻...     

分数阶微积分对频域除噪技术的改进

频域除噪是信号降噪技术中的重要内容。由于噪声多为高频,频域除噪技术一般利用低通滤波器滤除含噪信号中的高频部分,以达到除噪的目的。然而图像信号的轮廓以及某些细节部分也为高频,会被低通滤波器当作噪声滤除,降低除噪效果。利用分数阶微积分,对滤波器算法进行细微变换和调整,使其能够更加精确地区分噪声与高频信号,从而在滤除噪声的同时更多地保留高频信号部分。文中通过大量的仿真,证明了该方法较传统的滤波除噪技术具有很大的进步性。     

基于小波变换的边缘保留图像去噪改进算法

针对在图像去噪过程中,如何有效地保留图像边缘等重要特征信息的问题,提出了一种基于小波变换的图像去噪改进算法。对图像进行多尺度小波分解,将各子带小波系数进行自适应阈值化处理,边缘成分的阈值由子带阈值和给定的相关权重计算得到,从而有效保留图像边缘信息。分别对Tracy和Building图像进行处理,实验结果表明,与BayesShrink等4种传统方法相比较,改进算法不仅可以有效去除不同程度的加性高斯白噪声,很好地保留图像边缘等重要特征信息,而且具有较高的峰值信噪比。     

基于分数阶微分算子与高斯曲率相结合的自适应图像去噪

文中提出分数阶微分算子和高斯曲率相结合的自适应图像去噪方法。将高斯曲率引入偏微分方程模型中,由图像梯度进行边缘检测,再结合高斯曲率和分数阶微分算子的性质,由图像的局部方差建立分数阶微分算子,构建基于分数阶微分算子的自适应图像去噪模型,进行自适应地扩散去噪。结果表明,新算法性能优异,内部信息保护更具完整性,有利于实际应用。     

基于分数阶微积分的风力发电机变桨距控制方法研究

针对含有较大时滞的风力发电机变桨距液压控制系统,基于分数阶微积分控制方法,设计了考虑时滞和相关鲁棒性的PIλDβ控制器。实验仿真结果表明,与整数阶PID控制器相比,该系统在分数阶PIλDβ控制器控制下整个闭环系统具备较好的动、静态性能,说明分数阶PIλDβ控制器控制性能的优越性。     

基于自适应阈值的图像去噪新算法

提出了一种具有自适应阚值的图像去噪算法.首先,阚值函数具有连续性,高阶可导性,充分体现了小波分解后系数的能量分布,且函数表达式简单易于计算,适合各种数学处理.其次,阈值的选取考虑了分解过程中小波系数的相关性和过程性等因素,减小了对噪声的误判率,具有更强的实用性.仿真实验结果表明,新算法不仅比传统算法运算量小,而且取得了更高的峰值信噪比(PSNR)和更小的均方误差(MSE),更加有效地去除了图像的噪声.     

分数阶Unscented卡尔曼滤波器研究

分数阶微积分在控制系统中的应用日益广泛,随着分数阶动态系统模型的引入,需要求解分数阶状态估计问题的方法。该文从分数阶非线性动态系统模型出发,以概率论为基础,导出分数阶的Unscented卡尔曼滤波器,得到其递推模型并应用于典型的非线性系统,UNGM(Univariate Nonstationary Growth Model)模型和再入飞行器跟踪模型。实验结果证明在合理设置分数阶Unscented 卡尔曼滤波器阶次的情况下,能够取得优于Unscented 卡尔曼滤波器的效果。     

一种分数阶巴特沃斯滤波器的有源电路设计

本文将分数阶的低通滤波器的传递函数通式近似设计为Butterworth滤波器,在确定阶数与截止频率之后计算得到传递函数的系数.继而,本文通过该传递函数设计电路,进行仿真并电路实现.本文设计的电路在任意阶数下都只需要修改小部分元件便可得到预计截止频率,具有很强的灵活性,方便对比研究各阶分数滤波器.     

面向储能应用的双向变换器分数阶建模研究

对于目前储能系统中的双向BUCK-BOOST变换器,传统用的建模方法都是采用整数阶建模,而实际应用中电容电感都是分数阶的.因此基于分数阶微积分分别建立了充电和放电模式下的BUCK-BOOST变换器的模型,并且将所得的分数阶模型与传统的整数阶模型进行对比分析.表明该方法建立的模型能真实反映变换器的动力学行为,可以使以后的...     

基于分数阶微分和高斯曲率滤波的遥感图像增强

遥感图像的复杂性、模糊性、噪声强等特点,严重影响了图像的质量。为改善图像质量,提出一种结合分数阶微分和高斯曲率滤波的图像增强算法。通过分数阶微分提升图像的高频成分、增强图像的中频成分以及非线性保留甚低频成分,获得图像边缘明显突出、纹理更加清晰的遥感图像;后引入高斯曲率滤波在分数阶微分增强图像过程中进行平滑,解决遥感图像本身噪声强以及分数阶微分增强过程中带来的噪声放大和扩散问题。多组对比实验表面,算法可以增强遥感图像的细节信息,有效的抑制噪声。     

分数阶超混沌系统的动力学分析及同步

对一个新的超混沌系统通过分数阶线性系统稳定性理论分析得出其分数阶形式,并利用matlab仿真得出该系统的混沌吸引子图像.接着对该分数阶系统的同阶数和不同阶数两种形式进行异结构的同步分析,设计自适应同步控制器,实现该系统的异结构同步,数值仿真的结果表明设计控制器很好的实现了驱动系统和响应系统的同步.     

分数阶优化的鸽群图像分割算法

本文针对原始鸽群优化的二维最大类间方差法（Otsu）图像分割算法收敛速度慢的缺点,提出了基于混合分数阶鸽群优化的Otsu图像分割算法。算法将分数阶与鸽群优化算法结合,利用分数阶微积分的记忆性和遗传特性,使鸽群依据更多历史记忆获取更精确最优值,并进行分数阶增强滤波预处理,提高分割精度,引入混沌搜索算法增强种群多样性,加快收敛速度。改进算法利用Otsu算法的最大类间方差作为适应度函数来获取最佳阈值,进行图像分割。实验结果验证了本文算法的正确性和有效性。     

基于四阶偏微分方程的并行图像去噪算法

四阶偏微分方程(PDE)图像去噪方法具有良好的去噪性能,但该类方法计算量大,耗时长.为提高算法的快速性和有效性,提出一种高效并行的四阶PDE图像去噪算法.该方法基于MPI并行环境,通过分析四阶PDE离散化后差分方程求解的并行性,对噪声图像进行条状重叠的数据划分,采用并行方式对图像去噪,极大地降低了运行时间.     

电容的分数阶等效电路建模与分析

实际的电容器件都是非理想的,其特性受到各种因素的影响,建立精确的电容模型对于电路系统分析与设计十分必要。考虑到电容的分数阶微积分特性,文中基于传统的电容整数阶等效电路模型,提出电容的分数阶等效电路模型,并采用差分进化算法辨识出模型参数,然后将该模型应用于Buck电路进行纹波电压的分析。仿真结果表明,同传统整数阶等效电路模型相比,分数阶等效电路模型拟合电容实际数据的准确度更高,验证了该电容分数阶等效电路模型的有效性。     

基于分数阶微分的图像增强算法

相比传统的基于整数阶微分的图像增强算子,分数阶微分增强算子能提升图像的高频边缘信息,且非线性保留图像纹理细节和平滑区域的中低频信息。文中根据Riemann-Liouville分数阶微分定义,构造了5×5大小的分数阶微分增强算子模板,同时采用传统的整数阶图像增强算子Sobel算子、Prewitt算子和Laplacian算子,分别对灰度图像和彩色图像进行图像增强处理实验。最后,引入图像熵的计算,对图像增强的结果进行熵值大小的计算与分析。随着分数阶微分阶次的增加,分数阶微分增强算子处理后的图像熵值呈上升趋势,说明图像的纹理细节信息得到了加强。     

自适应的分数阶达尔文粒子群优化算法

针对分数阶达尔文粒子群算法收敛性能依赖于分数阶次α,易陷入局部最优的特点,提出了一种自适应的分数阶达尔文粒子群优化（AFO-DPSO）算法,利用粒子的位置和速度信息来动态调整分数阶次α,并引入自适应的加速系数控制策略和变异处理机制,以获取更优的收敛性能。对几种典型函数的测试结果表明,相比于现有的粒子群算法,所提的AFO-DPSO算法的搜索精度、收敛速度和稳定性都有了显著提高,全局寻优能力得到了进一步提高。