Design of a neuro fuzzy model for image compression in wavelet domain

Image compression forms the backbone for several applications such as storage of images in a database, picture archiving, TV and facsimile transmission, and video conferencing. Compression of images involves taking advantage of the redundancy in the data present within an image. This work evaluates the performance of an image compression system based on fuzzy vector quantization, wavelet-based sub band decomposition and neural network. The vector quantization is often used when high compression ratios are required. The implementation consists of three steps: first, the image is decomposed into a set of sub bands with different resolutions corresponding to different frequency bands. Different quantization and coding schemes are used for different sub bands based on their statistical properties. In the second step, wavelet coefficients corresponding to the lowest frequency band are compressed by differential pulse code modulation (DPCM) and the coefficients corresponding to higher frequency bands are compressed using neural network. Finally, the result of the second step was used as input to fuzzy vector quantizer. Image quality was compared objectively using mean squared error and peak signal to noise ratio along with the visual appearance. The simulation results show clear performance improvement with respect to decoded picture quality when compared with other image compression techniques (Liu, 2005; Premaraju, 1996).     

基于人工鱼群优化的BP神经网络WiFi指纹室内定位方法

针对传统的基于反向传播(BP)神经网络室内定位算法存在着低精度和慢收敛问题,且考虑到室内环境复杂,通常存在多径效应,无法使用信号强度衰减测距模型进行精确定位,提出一种改进的人工鱼群优化的BP神经网络WiFi指纹室内定位算法．利用人工鱼群觅食和寻优方式来提高全局寻优搜索的速度和能力,采用改进的人工鱼群算法(IAFSA)优化选取室内定位BP神经网络的权值和阈值,有效避免了传统BP神经网络的预测值易陷入局部最优的缺点,同时利用高斯滤波对信号进行去噪处理,建立采样点获取到的信号强度值(RSSI)与位置坐标的关系．实验结果证明所提方法与传统的BP神经网络方法相比,平均定位误差减少了0.75 m,平均定位精度提高32.2％,提高了定位可靠性,算法具有更好的稳定性.      

A Low-Power High-Resolution Broad-Band Radar Using a Pulse Compression Technique for Meteorological Application

A new high-resolution Ku-band Doppler radar for meteorological applications has been developed. With the new system design, the radar can accurately measure the radar reflectivity factor with 4-m resolution over a range from 40 m to several kilometers for 100-mW power using a pulse compression technique. Details of the system design, signal processing algorithm, and data acquisition procedures are described. To demonstrate the accuracy of the system, the radar reflectivity measurements are compared with the Joss-Waldvogel disdrometer measurements, and fairly good agreement is shown. The ability of the system to capture the backscattered signal and Doppler spectrum from rain volume at low altitude with high resolution is demonstrated for both convective- and stratiform-type rain events.     

BFGS-BP法在变形监测数据处理中的应用

针对传统的BP神经网络算法计算精度低、收敛速度慢的缺点,本文将求解无约束极值问题的非线性最优化方法—BFGS法引入到BP神经网络模型,构建适用于带有不确定性和非线性的结构变形监测数据的处理和预测的BFGS-BP网络模型。并以某隧道施工过程中的拱顶下沉观测数据为例,进行BFGS-BP与传统BP算法的训练和预测对比试验。试验结果表明,与传统的BP算法相比,BFGS-BP模型具有更高的计算精度、更快的收敛速度。     

露天矿边坡变形监测中BP神经网络模型优化设计

提出了一种提升露天矿边坡位移量预测精度和收敛速度的基于自适应混合跳跃粒子群算法(AHJPSO)改进的BP(Back Propagation)神经网络模型。传统的BP神经网络模型在位移量预测过程中存在收敛速度慢、预测精度低、易陷入局部极小值的问题,而自适应混合跳跃粒子群算法具有快速寻优能力以及能够在迭代计算的过程中有效避免陷入局部极小值的能力,所以采用自适应混合跳跃粒子群算法优化后的BP神经网络模型,能够使BP神经网络模型对露天矿边坡位移量的预测精度更高、算法收敛速度更快,并有效跳出局部极小值。     

基于遗传BP神经网络模型的土地利用变化预测模型研究

针对已有的遗传BP神经网络土地利用变化预测模型存在BP神经网络隐层节点不易确定、创建过程烦琐等问题,本文利用输入层与隐藏层神经节点数量关系原理确定隐层节点,在Sheffield工具箱环境下进行遗传算法的编程,简化遗传BP神经网络土地利用变化预测模型的创建。结果表明,利用输入层和隐含层节点数量关系创建的遗传BP神经网络土地利用变化预测模型,可以实现土地利用变化的预测,而且在效率和精度上均优于传统BP神经网络模型,且操作简便。     

基于改进BP神经网络的GPS高程拟合方法

BP神经网络用于GPS高程拟合时存在收敛速度慢,受初始值选取影响大和易陷入局部极大值的问题。本文提出一种改进的BP神经网络高程拟合方法,将模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)引入BP神经网络模型,利用模拟退火算法的全局寻优能力对BP神经网络的初始值进行选择,同时优化神经网络的各层神经元之间的连接权值和阈值,提高BP神经网络拟合法的拟合精度、收敛速度和推广泛化能力。最后结合实际算例对所提方法的拟合性能进行验证,结果表明利用模拟退火算法改进的BP神经网络进行高程拟合是可行且有效的,拟合结果优于传统BP神经网络法。     

基于小波去噪改进神经网络拱顶下沉预测研究

隧道拱顶下沉监测数据中含有大量的随机误差,为了消除或者消弱随机误差的干扰,本文对实测数据进行小波去噪,使数据更真实性。针对传统BP神经网络预测精度差、收敛慢的问题,通过改进的BP神经网络对去噪的数据进行预测。实验结果表明,并与传统BP神经网络相对比,小波去噪的改进神经网络收敛速度加快,精度提高,预测效果显著提高,适用于拱顶下沉的预测研究。     

Neural Networks in GPS Navigation

Neural networks have been proposed as nonlinear filters in a variety of applications that involve nonlinear processing of input signals; examples include blind signal separation, image registration, and blind deconvolution. The Global Positioning System (GPS) navigation equations are nonlinear (quadratic) in nature, and a direct closed form solution of the GPS navigation equations does not exist. This article presents a new approach to solving the GPS pseudorange equations using three-layer neural networks. A three-layer radial basis function (RBF) neural network is designed, which solves the non-linear GPS pseudorange equations directly as opposed to the linear least squares or extended Kalman filter approaches in traditional GPS receivers. For training the neural network, a carefully selected cost function is minimized using a variation of the classical conjugate gradient algorithm such that training time for the neural network is reasonable. Simulations have been performed at SiRF Technology Inc. that show stable behavior even under bad geometry conditions where the traditional recursive least squares and extended Kalman filter approaches show high sensitivity to measurement errors. Under good geometry conditions the neural network solution shows slightly improved noise performance compared to the expected performance of traditional leas squares solution. Simulations have been performed with additive white Gaussian noise and correlated noise models to evaluate the performance of the trained neural network. ? 2000 John Wiley & Sons, Inc.     

基于T-S模糊神经网络的变形预报研究

T-S模糊神经网络模型是根据模糊系统和人工神经网络优缺点具有明显的互补性结合而成。文中基于T-S模糊神经网络,将其应用于变形预测。通过实测数据和仿真数据分析比较了其与BP神经网络、小波神经网络在预测精度、算法稳定性和有效区间3个评价标准上的优劣。结果表明,在变形预测,特别是利用长周期监测数据进行预报时,T-S模糊神经网络具有一定的优势。     

BP神经网络用于GPS高程转换的网络配置

BP神经网络的输入与输出关系是一个高度非线性映射关系,其用于GPS高程转换中有着较高的精度。但它存在不少问题,如网络的隐含层和隐含层节点个数选取尚无理论上的指导,参加学习的样本的质量如何影响仿真精度等。本文结合实例分析了上述问题,从而得出了BP神经网络用于GPS高程转换时网络配置问题的一些相关结论。     

基于神经网络的遥感影像分类方法研究

本文在研究BP神经网络和模糊理论的基础上,提出了传统BP算法的一种改进方法和基于模糊系统的神经网络遥感影像分类方法。通过试验表明:基于模糊技术的神经网络分类方法要优于BP神经网络方法,取得了令人满意的效果。     

辅以纹理特征的高分辨率遥感影像分类

为了提高对高分辨率影像的分类精度,通过灰度差矢量法快速提取纹理特征,利用BP神经网络并辅以纹理特征,对一幅江西某地0.2m分辨率的航空影像进行分类。结果显示,对比度纹理特征能较好地反映该影像的纹理信息;对光谱特征不典型、纹理特征明显的人工树林,分类精度可达到90%以上;增加纹理特征后,影像分类的总精度也由55%提高到94%。表明这种结合纹理特征和BP神经网络的分类方法,能提高对高分辨率影像分类的精度。     

FANN-Based Surface Water Quality Evaluation Model and Its Application in the Shaoguan Area

A fuzzy neural network model is proposed to evaluate water quality. The model contains two parts: first, fuzzy mathematics theory is used to standardize the samples; second, the RBF neural network and ...     

基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的PM_(2.5)浓度预测北大核心CSCD

针对传统BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部极值等问题,本文采用分段线性混沌映射(PWLCM)和萤火虫算法(FA)改进麻雀搜索算法(SSA),并优化BP神经网络模型初始权值和阈值,对西安市PM_(2.5)浓度进行预测。通过比较不同模型预测结果的评价指标,并与性能较优的SSA-BP模型对比,ISSA-BP模型预测结果的RMSE、MAPE、MAE分别下降了3.70、3.73、3.34。试验结果表明,改进后的麻雀搜索算法具有高效的全局最优搜索能力,优化后的ISSA-BP神经网络预测稳定性高,精度优于BP、SSA-BP神经网络模型,可用于预测PM_(2.5)浓度。     

基于BP神经网络的高分辨率遥感影像分类

为了能有效地从高分辨率遥感影像中提取地物信息,本文通过影像的光谱和纹理特征,利用BP神经网络算法进行影像分类研究。首先提取分类所需的光谱和纹理特征源,然后根据影像和地物特征,建立BP神经网络,用于样本训练和分类处理,实现地物分类。为验证该方法的可靠性,以2006年11月获取的成都平原某区域的Quickbird影像为实验数据,进行高分辨率遥感影像的地物分类实验。实验结果表明,结合影像光谱和纹理特征的BP神经网络分类算法,不仅可以有效保证BP神经网络分类训练的稳定性和收敛速度,还能达到较高的分类精度。     

BP神经网络在GPS导航中的应用

Kalman滤波常用于GPS动态数据的处理,由于系统存在的不确定性和非先验性,导致滤波产生较大的估计误差,甚至发散。介绍了BP神经网络算法及其非线性逼近能力,并基于BP神经网络的非线性逼近性能设计了BP神经网络进行GPS导航的新算法。实测数据计算结果表明该算法能够真实地反映载体运动轨迹,其导航解具有良好的精度和可靠性。     

神经网络优化5G定位结果域的分析与评估

针对室内环境下的5G定位需求,提出了利用神经网络算法对粗略定位结果进行优化的方法,减小了多径、非视距传播造成的定位误差,改善了结果域的定位精度. 优化算法利用测距定位中的到达时间(TOA)定位法和到达时间差(TDOA)定位法获得粗略定位结果,分别结合BP神经网络、Elman神经网络及通过遗传算法(GA)优化后的GA-BP神经网络、GA-Elman神经网络共利用4种神经网络进行训练,得到修正后的精确定位结果,并对4种神经网络算法进行了分析与评估. Elman算法相较于BP算法具有迭代收敛快、迭代次数少、误差改正好的特点,更适合5G定位结果域的优化;融入 GA 后结果精度均有所提高,其中GA-Elman算法能够训练得到最好的定位结果.      

基于小波分析的灰色-神经网络组合模型在大坝变形预测中的应用

监测序列经小波分解后可以得到各层分量。对低频分量采用灰色GM(1,1)模型进行建模预测,对高频分量采用BP神经网络进行建模预测,最后将各分量进行小波重构,得到监测序列的预测值。将预测值分别与没有进行小波分解直接用GM(1,1)模型预测的值和经小波分解的低、高频系数都采用GM(1,1)模型预测的值进行对比,发现经小波分解的灰色-神经网络组合模型预测精度更高。     

基于预平均处理的导航信号捕获技术

针对传统导航信号捕获算法资源消耗大、多普勒分辨率低的问题,提出了一种基于预平均处理的变系数匹配滤波的快速捕获方法. 该方法将经过预平均处理后的导航中频信号和本地信号主码存入相应存储器,然后经变系数匹配滤波器完成相关累加,再经快速傅里叶变换(FFT)频率估计器完成数据的频谱分析,最后利用验证模块对FFT输出结果的最大值进行二次验证,完成捕获检测. 所提方法在达到相同积分时间的同时节省了50%硬件资源,能够提高捕获多普勒分辨率以提高转跟踪成功率,通过软件灵活配置可以实现多系统多频点全球卫星导航系统(GNSS)信号的兼容处理.