基于近似熵的斯隆数字化巡天中类星体光变复杂性分析

光变是类星体的重要观测特征之一,类星体在多个波段存在剧烈的光变现象.光变非常复杂,具有非线性特征.以斯隆数字化巡天(Sloan digital sky survey, SDSS) stripe 82天区中的类星体为研究对象,利用近似熵方法分析了类星体光变的复杂性.首先应用模拟信号检验了近似熵方法对周期序列、白噪声序列、混沌序列和组合序列的区分能力,验证了近似熵方法是一种识别不同类型时间序列的有效方法.再计算了SDSS第7次释放数据中光谱证认过的类星体光变的近似熵,并分析了它们的复杂性.结果表明:SDSS类星体光变的近似熵值最大值为0.58,类星体光变的复杂性介于周期序列和白噪声序列的复杂性之间,近一半样本的复杂性与混沌序列基本一致.     

BL Lac天体S5 0716+714的光变周期特性研究

从大量文献资料中, 收集了BL Lac天体S5 0716+714光学B，V，R，I波段的有效观测数据点共16818个， 获得了从1994年至2006年的长期光变曲线，光变曲线表明S5 0716+714天体存在完整的非正弦变化并且它的活动非常剧烈. 用功率谱方法分析了S5 0716+714天体的光变周期, 结果表明S5 0716+714天体存在的长光变周期为1.1年，Raiteri等人发现的3.3年周期可能是1.1年周期的叠合. 预期在2007年2月应该为S5 0716+714天体的再次爆发期. 关键词： BL Lac天体S5 0716+714 光变周期 功率谱方法     

H0323+022天体的光变特性和黑洞质量研究

从大量文献资料中，收集了BL Lac天体H0323+022光学V波段的大量观测数据，获得了H0323+ 022从1982年至2003年的长期光变曲线.给出了从2000年至2003年，使用云南天文台1米望远 镜和上海天文台的156米望远镜，对H0323+022进行光学波段近4年的监测数据，观测发现 了H0323+022在光学R波段有7min的短时标光变.色指数B—V与V波段的星等值有较强的相关性 ，对H0323+022 CCD测光的结果与Bai（1998）观测的结果ΔR=063 ΔI=081是 一致的.由观测所发现的短时标光变，推算出了BL Lac天体H0323+022的中心黑洞质量和辐射 区域. 关键词： BL Lac天体 光变曲线 短时标光变 辐射区域 中心黑洞质量     

基于集合经验模态分解的类星体光变周期及其混沌特性分析

基于密歇根大学射电天文台数据库中从1965年到2012年收集的类星体3C 345,3C 273和3C 279在射电8.0 GHz的光变数据,利用集合经验模态分解方法将这些类星体的光变资料分解为周期项、趋势项和高频项,并对分解后的高频项计算其饱和关联维数、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵,判断是否具有混沌性.结果表明,这些类星体的光变不仅具有周期性,也具有明显的混沌特性,表明类星体光变应为产生周期性运动的物理机制和产生混沌现象的非线性机制的综合结果.     

类星体PKS 1510-089的X射线流量变化周期特性

使用罗西X射线时变探测器的数据,得到了类星体PKS 1510-089从1996年1月到2009年12月在X射线的1.5-12 keV能段上的光变曲线.运用离散相关函数方法、小波分析方法和功率谱方法分析和认证类星体PKS 1510-089的光变周期值,结果表明类星体PKS 1510-089 在X射线的1.5-12 keV能段具有(0.94±0.08)a的平均光变周期.采用不同模型对观测到的周期性光变进行分析后的结果表明,超大质量双黑洞模型是目前解释类星体PKS 1510-089周期性光变较为理想的模型,应用 关键词： 类星体PKS 1510-089 X射线流量变化 双黑洞模型     

基于双谱估计的BL Lac天体S5 0716+714光变周期

大幅度、快速光变是BL Lac天体的重要特征之一,光变研究对探索BL Lac天体内部的物理过程和机理具有特殊的意义.从大量文献中收集了BL Lac天体S5 0716+714光学V,R,I 3个波段从1994年到2008年的有效观测数据,并将这些数据30天平均后进行自回归模型(AR)的双谱估计. 双谱的等高线图和对角切片图表明,双谱估计能消除噪声的干扰来提取有用信息,抑制了噪声、提高了信噪比,有很高的分辨率,避免了伪峰的出现,能准确地认证BL Lac天体的光变周期值.由V,R,I 3个波段的双谱等高线图和对     

蝎虎天体OJ287中等时标光变的周期特性研究

收集了蝎虎天体OJ287光学B, V, R, I波段37年的观测数据, 获得了从1972年至2009年的光变曲线. 运用Lomb-Scargle傅里叶变换方法分析中等时标光变的周期性特性, 发现存在52.0±1.1 d与255±23 d的主要周期成分,并模拟了存在倍周期分岔的准周期信号, 与不同时段观测数据的相图和关联维数进行对比. 结果表明, OJ287具有多周期尺度特征, 不同时段准周期光变中谐波成分不同, 谐波成分的变化与次黑洞对主黑洞吸积流的扰动有关, 光变中的谐波成分可能是主黑洞吸积流受强扰动时分岔形成的.     

尾流散射光性质的一维小波变换分析

船舶尾流具有特殊的声学、电学、磁学和光学特性。选用一维小波变换含离散小波变换、连续小波变换、小波包变换、复小波变换对测量的尾流光学性质进行了分析，其结果表明：不同条件下尾流散射光信号具有不同的自动阈值，经小波变换后保留的能量比例、小波系数置零比率不同，变换的小波系数染色模式、系数曲线、最大系数线区别明显。一维连续小波变换显示出细节信号具有一定周期性，说明在测量过程存在周期性的干扰因素。通过小波分解的各层细节信号，为在测量结果中消除或降低这些因素的影响指明了方向。一维连续小波变换结果显示，在不同压强下小波系数大小及分布、极大值分布都有明显区别。一维小波包变换的压缩信号保留了原始信号绝大部分的能量，选择的系数可作为不同压强下尾流气泡幕的特征系数，而一维复小波变换变换的模、模角以及系数随时间轴的分布，其相对大小都不相同。经小波分析，可以提取出散射光信号的共性，也可以直观地展示不同散射光信号的区别。     

太阳射电爆发中图像网纹消除的小波NeighShrink方法

绝大多数观测得到的太阳爆发数据中均含有大量的噪声,这给数据的后续处理带来极大的困难。文章分析和研究了NeighShrink阈值函数的特点以及邻域窗口大小的选择依据,在此基础上提出了一种新的小波NeighShrink平方根阈值方法用于图像去噪。首先对太阳爆发灰度图中的每一通道作了规范化处理,在一定程度上去除由于通道间的差异造成的横条纹,然后将预处理后的图像进行小波分解,采用小波Neigh-Shrink平方根阈值函数对其小波系数作阈值处理,最后利用小波反变换恢复图像。实验结果表明该方法可以有效地实现去除干扰、增强有用信息的目的。     

基于小波包变换的叶片高光谱数据的树种分类

非成像高光谱数据的特点为树种的精细识别提供了可能.非成像高光谱数据的多波段特性,使得利用数据间的微小差异来进行树种的识别分类研究成为可能.该文利用光谱相关匹配(Spectral correlation matching,SCM)方法来对树种进行识别分类,分别采用均值平滑法、中值平滑法、小波包变换对高光谱数据进行预处理及识别分类研究.结果表明,经过数据平滑预处理,可以有效地去除噪声,提高叶片高光谱数据的树种分类的精度.小波分析能有效的去除光谱中的噪声信息,保留光谱中的有效信息.在小波包变换的基础上,经过中值滤波数据预处理之后的分类精度高于均值滤波数据预处理后的分类精度.     

基于经典小波变换的布里渊光时域反射计光信号处理

布里渊光时域反射计结构的布里渊散射分布式光纤传感器检测的是自发散射光,信号非常微弱,而且频带在几十兆赫兹以上,难以应用普通相干解调方法。针对传感散射光信号特点,提出基于经典(Morlet)小波变换的光相干检测方法。首先采用微波电光调制产生频移参考光和自发布里渊散射光进行相干检测,再应用经典小波变换进行散射光信号的幅度解调,得到信噪比改善的布里渊散射传感光信号。给出了数值模拟和实验数据处理结果,表明经典小波变换能较好地处理布里渊光时域反射计检测信号。并和基于希尔伯特(Hilbert)变换的传感信号处理方法进行了对比,发现此方法优于基于希尔伯特变换的信号处理。     

光学可分离小波变换的研究

为改进光学小波变换,提出了光学可分离小波变换的概念。通过对光学小波变换的必要条件进行分析,采用层叠算法和二维可分离小波变换构造方法计算出了尺度和小波函数的二维离散近似序列。将新的母小波引入到光学小波变换中,获得了光学可分离小波变换。通过与现有光学小波变换及二维可分离离散小波变换进行比较说明了其优点。     

基于提升小波变换的阈值改进去噪算法在紫外可见光谱中的研究

在紫外可见光谱定量分析中,由于分光光度计内部的光学系统、光源、检测器、电子元器件,电路设计以及外部环境干扰等因素产生的随机噪声,严重影响光谱定量分析结果的准确性,为提高紫外可见光谱分析精度,需要对光谱数据进行去噪预处理。由于小波分析具有多分辨率,低熵性、去相关性等特点,基于小波分析的去噪算法优于传统的去噪算法,目前基于小波去噪的方法主要有模极大值去噪算法,系数相关去噪算法,阈值去噪算法,工程实际应用以Donoho的阈值去噪法最为常用。根据Donoho阈值消噪原理,提出一种基于提升小波变换的阈值改进算法,一方面使用提升小波变换,提升小波变换是第二代小波变换,继承了小波的多分辨率特性,并且不需要进行傅里叶变换,从而具有算法简单,速度快,实现简单的优点;另一方面提出了一种新的阈值函数,克服了硬阈值函数在阈值处不连续以及软阈值函数存在恒定偏差的问题,同时对阈值估计进行了调整,有利于信号小波系数的保留和噪声小波系数的剔除。对三组多金属离子混合溶液的实测紫外可见光谱信号,添加随机噪声后使用该方法进行去噪处理,并使用信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)进行去噪性能评价。试验结果表明,提出的算法优于Donoho的软硬阈值去噪算法,能够有效提高光谱信噪比和降低均方根误差,从而更好地消除光谱信号中的噪声和保留光谱信号中一些重要的细节特征,比较适合用于紫外可见光谱数据建模之前的去噪预处理,在紫外可见光谱信号分析中具有较好的应用前景。     

子波变换在光信息处理方面的应用

子波变换是光信息处理中的一个重要工具，与常用的傅里叶交换和Ｇａｂｏｒ变换相比，在分析瞬态信号方面有很多优点。此文详细介绍子波变换的基本原理以及如何用光学方法实现子波变换，揭示其在光信息处理方面的应用前景。     

基于四叉树的光学小波滤波器轴心定位的研究

精度问题制约了光学小波变换的广泛应用。若要扩展其应用领域,必须提高变换精度。在二维光学小波变换4f系统中,小波滤波器轴心的精确定位至关重要。提出了一种基于四叉树搜索方法的光学小波滤波器轴心定位方法。所用的加载滤波器载体为空间光调制器(SLM),定位精度可达到SLM的一个像素大小。为加快搜索速度,提出了一种基于四灰度级并行处理的改进方法。     

基于光学小波微分预处理的联合变换相关目标识别

提出了一种基于光学小波变换微分预处理的光电混合联合变换相关系统,该系统利用同一光路可实时实现对输入图象的小波变换微分预处理和联合变换相关识别.实验结果表明:该系统能得到很尖锐的互相关峰,可显著提高联合变换相关器的识别能力.     

光学小波包变换及其滤波器的研究

基于对光学小波变换必要条件的分析,提出光学小波包变换的概念.选出虹膜图库的联合最优小波包基,利用最优基的线性组合生成相应的复合光学小波包滤波器.将滤波器用于光电混合虹膜识别系统中对待识别输入进行小波包特征提取预处理,模拟结果不仅证明引入该滤波器可明显提升系统的识别效果,也证明了光学小波包变换提出的意义.     

基于小波变换的蓝宝石荧光光纤温度计

采用激光加热小基座法生长出掺Cr3+的蓝宝石光纤荧光温度传感头，它具有结构紧凑，耐高温等特点，测温范围从室温到450℃。使用基于小波变换的数据处理方法，有效去除信号中的噪声，提高了信噪比。在对荧光测温机理和有关光纤技术进行分析的基础上，采用与调制荧光信号相关的双参考源相位锁定测量方案，可在无激励光干扰的情况下对荧光寿命进行实时测量。根据噪音和信号在小波变换下表现出的不同性质，提出以小波变换为基础的温度信号特征提取及消噪方法。与其它处理方法相比，小波变换方法可以克服傅里叶变换对突变信号不起作用的缺点，同时又比Gabor变换具有可变窗口的优点。该方法可以缩短测量时间，提高测量分辨率。     

Quantum Mechanics Version of Wavelet Transform Studied by Virtue of IWOP Technique

Using the technique of integral within an ordered product (IWOP) of operators we show that the wavelet transform can be recasted to a matrix element of squeezing-displacing operator between the mother wavelet state vector and the state vector to be transformed in the context of quantum mechanics. In this way many quantum optical states' wavelet transform can be easily derived.     

应用计算全息制作的子波匹配滤波器实现光学子波变换的研究

介绍了一种应用计算全息制作的子波匹配滤波器实现光学子波变换的新方法，应用计算全息制作Ｈａａｒ子波函数的匹配滤波器和光学Ｖａｎｄｅｒ Ｌｕｇｔ相关器实现了二维子波变换，给出了实验结果。这种方法可实现任意子波函数的光学子波变换，且简单易行。