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变分方法在GMS-5气象卫星云图处理中的应用研究

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变分方法在GMS-5气象卫星云图处理中的应用研究

作者：费文龙南京理工大学

学位级别：硕士

本文主要研究了基于变分方法的云的判别和云分类的方法。首先，本文介绍了卫星云图的特征和以往的处理方法，较全面的介绍了几何曲线演化方法、由Osher和Sethian提出的基于水平集的图像分割方法、Mumford和Shah提出的Mumford-Shah图像... 详细信息

本文主要研究了基于变分方法的云的判别和云分类的方法。首先，本文介绍了卫星云图的特征和以往的处理方法，较全面的介绍了几何曲线演化方法、由Osher和Sethian提出的基于水平集的图像分割方法、Mumford和Shah提出的Mumford-Shah图像分割模型、Chan和Vese提出Mumford-Shah模型的水平集解法以及基于Mumford-Shah模型的向量图型的分割方法。其次，对于单通道云图，本文提出了改进的Mumford-Shah模型，即把Mumford-Shah模型中轮廓线内部像素的灰度平均值，改为目标物体的核心灰度，并通过调整相应的权重系数，得到了分割结果更为准确的、更有意义，从而准确地分割出了高云、中云和低云。同时，对于多通道图像，本文先利用基于Mumford-Shah模型的向量图像分割方法，对人造的两个通道的图像，成功的得到了两个图像的差集和并集图像。本文还提出了一种基于改进Mumford-Shah模型的向量图像分割模型，对两个通道的卫星云图资料进行分割，更加准确的识别出中低云系在红外通道和可见光通道中的位置，并且识别出卷云和积雨云这两类跟天气系统息息相关的云系。

关键词：卫星云图云型分类云的识别图像分割变分方法几何曲线演化水平集方法 Mumford-Shah模型向量图像多通道

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图割模型在卫星云图云检测中的应用

大气科学学报 2012年第4期35卷 502-507页

作者：费文龙吕红韦志辉南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京理工大学计算机科学与技术学院江苏南京210094

提出一种基于图割模型的卫星云图云检测方法。利用FY-2C卫星云图的长波红外通道和可见光通道的云图提取了10个灰度特征和80个Gabor纹理特征,再用主成分分析方法(principal component analysis,PCA)降维到9个主成分。将这9个主成分构成... 详细信息

提出一种基于图割模型的卫星云图云检测方法。利用FY-2C卫星云图的长波红外通道和可见光通道的云图提取了10个灰度特征和80个Gabor纹理特征,再用主成分分析方法(principal component analysis,PCA)降维到9个主成分。将这9个主成分构成的特征作为每个像素的特征,建立相似度矩阵,再利用改进的Normalized Cuts模型进行分割,将云图分成了晴空区域和有云区域。与地面观测结果相比,平均一致率达到86.51%,表明将Gabor纹理特征和灰度特征相结合并利用改进的Normalized Cuts模型对卫星云图云检测有比较好的效果。

关键词： Normalized Cuts 图像分割 Gabor纹理特征云检测

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可变抽样区间图经济设计分析

数理统计与管理 2011年第6期30卷 1069-1076页

作者：张斌费文龙周伟灿韩之俊南京信息工程大学数理学院江苏南京210044 南京理工大学经济管理学院江苏南京210096

传统控制图是静态的,其抽样区间为固定常数,往往不能及时发现生产过程异常。针对这种情况,本文在综合抽样成本、生产次品损失、误报警和漏报警损失、发现并纠正过程异常成本等基础上,提出可变抽样区间X图的经济设计方法。根据过程实际... 详细信息

传统控制图是静态的,其抽样区间为固定常数,往往不能及时发现生产过程异常。针对这种情况,本文在综合抽样成本、生产次品损失、误报警和漏报警损失、发现并纠正过程异常成本等基础上,提出可变抽样区间X图的经济设计方法。根据过程实际状态和由抽样结果采取的决策构建了一个二维时间离散的马尔可夫链,提出优化模型,并利用遗传算法寻找控制图参数的最优解。数值计算给出本文模型的具体求解过程。灵敏度分析研究了各参数对最优样本容量、控制限、警戒限、抽样区间及单位时间平均成本的影响。

关键词：控制图经济设计可变抽样区间遗传算法

基于质量损失函数的可变抽样区间X-R图优化设计

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统计与决策 2011年第1期27卷 26-28页

作者：张斌周伟灿费文龙南京信息工程大学数理学院南京210044

文章针对过程异常导致均值和标准差同时发生漂移的情况,考虑田口质量损失、误报警损失、维修成本和抽样成本等,构建了综合损失模型,提出了可变抽样区间X-R图优化设计方法。通过选择最优样本容量、长短抽样区间、X和R图的控制限和警戒限... 详细信息

文章针对过程异常导致均值和标准差同时发生漂移的情况,考虑田口质量损失、误报警损失、维修成本和抽样成本等,构建了综合损失模型,提出了可变抽样区间X-R图优化设计方法。通过选择最优样本容量、长短抽样区间、X和R图的控制限和警戒限,使单位时间平均损失最小。数值计算说明了模型的使用方法;灵敏度分析研究了均值漂移参数和标准差的大小对控制图优化设计的影响。

关键词：控制图可变抽样区间损失函数

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可变抽样区间图的优化设计

统计与决策 2010年第21期26卷 17-20页

作者：张斌周伟灿费文龙南京信息工程大学数理学院南京210044

统计过程控制是提高产品质量,节约生产成本的有效方法,控制图是统计过程控制的主要工具。控制图统计设计是以最小化失控ATS为关注焦点,不能有效测度失控状态带来的损失。文章将控制图的运行和质量损失联系起来,在假定均值漂移服从瑞利... 详细信息

统计过程控制是提高产品质量,节约生产成本的有效方法,控制图是统计过程控制的主要工具。控制图统计设计是以最小化失控ATS为关注焦点,不能有效测度失控状态带来的损失。文章将控制图的运行和质量损失联系起来,在假定均值漂移服从瑞利分布的情况下,提出了随机过程漂移的可变抽样区间軓X图优化设计方法;通过调整样本容量、长短抽样区间、控制限和警戒限,使平均失控田口损失函数最小;研究了模型参数对控制图设计的影响。

关键词：随机过程漂移控制图可变抽样区间损失函数

带有线性退化和随机振荡的系统可靠性及维修决策

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数理统计与管理 2016年第4期35卷 669-678页

作者：张斌费文龙张岚南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

研究了随时间发生线性退化和随机振荡导致瞬时退化的系统可靠度及定期维修策略。随机振荡的发生次数服从非时齐泊松过程,每次振荡造成系统的退化量独立同分布。当累积退化量达到阀值时,系统发生故障。为了改善系统工作状态,降低故障风险... 详细信息

研究了随时间发生线性退化和随机振荡导致瞬时退化的系统可靠度及定期维修策略。随机振荡的发生次数服从非时齐泊松过程,每次振荡造成系统的退化量独立同分布。当累积退化量达到阀值时,系统发生故障。为了改善系统工作状态,降低故障风险,每隔T时对系统进行不完全预防维修,维修后故障率函数将发生变化,维修成本与系统的退化程度有关。在NT时,对系统进行完全预防维修,使系统修旧如新。构建了系统的可靠度函数。在单位时间平均利润最大的前提下,提出不完全预防维修间隔T和完全预防维修周期NT的确定方法。分析了模型参数对维修决策的影响。

关键词：线性退化随机振荡可靠度维修决策

Mumford-Shah模型在卫星云图分割中的应用

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中国图象图形学报 2009年第4期14卷 598-603页

作者：费文龙吕红韦志辉南京信息工程大学数理学院 210044 南京理工大学计算机科学与技术学院 210094

利用Mumford-Shah模型对卫星云图进行分割和识别。根据卫星云图自身的特征,提出了基于核心灰度的Mumford-Shah模型,并用此模型分割出了单通道卫星云图中的高云、中云和低云。同时提出了一种基于核心灰度的Mumford-Shah模型的向量图像分... 详细信息

利用Mumford-Shah模型对卫星云图进行分割和识别。根据卫星云图自身的特征,提出了基于核心灰度的Mumford-Shah模型,并用此模型分割出了单通道卫星云图中的高云、中云和低云。同时提出了一种基于核心灰度的Mumford-Shah模型的向量图像分割方法,对两个通道的卫星云图进行分割,更加准确地识别出中低云系在红外通道和可见光通道中的位置。

关键词：卫星云图图像分割 Mumford-Shah模型向量图像

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基于奇异谱分析的上证指数预测模型

南京理工大学学报 2003年第Z1期27卷 1-4页

作者：吕红费文龙秦伟良南京气象学院应用数学系南京210044 东南大学经济管理学院南京210096

该文应用奇异谱分析(SSA)的方法,对一维时间序列——证券指数,构造延迟矩阵,运用时间经验正交函数(EOF),对原序列进行重构,有效地提取序列中隐含的波形信号;利用自回归移动平均模型(ARMA模型)对原序列和重构结果分别进行预测,并进行比较。

关键词：奇异谱分析,经验正交函数,自回归移动平均模型,上证指数

多状态相关质量特性过程均值、容差和使用寿命的优化设计

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统计与决策 2019年第20期35卷 30-34页

作者：张斌费文龙代瑶南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 天津财经大学理工学院天津300222

针对产品在使用过程中因质量特性退化引起均值和方差发生线性漂移的问题,文章利用质量损失函数度量质量特性偏离目标值造成的损失,利用容差平衡质量损失和制造成本,研究了多状态相关质量特性的产品设计问题。为了防止质量特性偏离造成... 详细信息

针对产品在使用过程中因质量特性退化引起均值和方差发生线性漂移的问题,文章利用质量损失函数度量质量特性偏离目标值造成的损失,利用容差平衡质量损失和制造成本,研究了多状态相关质量特性的产品设计问题。为了防止质量特性偏离造成质量损失过大,计划在使用寿命达到阈值时对产品进行更换。在综合质量损失、容差成本及产品在不同状态下运行的利润等基础上,构建了单位时间综合效益模型。通过算例给出了所提模型的应用,并分析了模型参数对设计方案的影响。

关键词：质量损失过程均值容差设计使用寿命