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基于超声背散射信号递归定量分析的CFRP局部孔隙缺陷识别方法

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振动与冲击 2019年第21期38卷 229-235页

作者：王喆杨辰龙周晓军滕国阳浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室

以碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)的超声背散射信号为研究对象,创新性地提出运用递归定量分析(Recursive Quantitative Analysis,RQA)方法获得其信号特征,实现对材料局部孔隙缺陷的识别及评估。首先,对含有孔... 详细信息

以碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP)的超声背散射信号为研究对象,创新性地提出运用递归定量分析(Recursive Quantitative Analysis,RQA)方法获得其信号特征,实现对材料局部孔隙缺陷的识别及评估。首先,对含有孔隙率为0.2%~5.92%的标准试块的超声背散射信号分别进行递归图分析和递归定量分析。结果表明,不同孔隙率试块所对应的递归图特征表现出明显差异,同时,RQA的特征量参数--递归率与递归熵均随孔隙率的增大而增大。然后,运用RQA方法对某未知孔隙率试块进行局部孔隙缺陷评估,基于上述结论,识别得到该试块中最有可能含有局部孔隙缺陷的区域。最后,剖开该未知孔隙率试块作微观形貌观察实验,实验发现该试块实际孔隙缺陷区域与RQA识别得到的结果相同,从而验证了递归定量分析方法用于CFRP局部孔隙缺陷识别的有效性。

关键词：碳纤维复合材料(CFRP) 超声检测递归定量分析孔隙缺陷识别

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人体步态复杂度的递归图和递归定量分析研究

西安交通大学学报 2017年第10期51卷 47-52,70页

作者：余建曹军义王伟廖维新西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 香港中文大学机械与自动化工程学系香港999077

为了准确分辨并识别不同人体的步态特征,提出采用递归图和递归定量分析的方法,计算人体步态非线性时间序列的复杂度。首先利用互信息和伪邻近法分别计算得到合适的延时时间和嵌入维数,根据相空间重构的原理将一维时间序列扩展到高维相... 详细信息

为了准确分辨并识别不同人体的步态特征,提出采用递归图和递归定量分析的方法,计算人体步态非线性时间序列的复杂度。首先利用互信息和伪邻近法分别计算得到合适的延时时间和嵌入维数,根据相空间重构的原理将一维时间序列扩展到高维相空间中,获得时间序列在高维空间中邻近点的分布规律和运动特点。构建了患有帕金森疾病的老年人、健康老年人和健康年轻人的步态信号递归图,可以直观定性分析和评估这3组人群的步态信号的空间分布程度,其中健康人群最复杂。采用递归定量分析,量化了人体步态的复杂度,结果表明,患有帕金森疾病的人群的步态复杂度最小,而且独立样本t检验显示了3组人群的复杂度具有显著的差异性。该方法简单可行,可以准确地对不同年龄和帕金森疾病的人群进行分类识别,有利于人体健康监测和诊断研究。

关键词：递归图递归定量分析人体步态复杂度健康监测

基于临界折射纵波递归定量分析的纯铁疲劳损伤无损评价

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材料工程 2022年第10期50卷 172-178页

作者：孟亦圆林莉陈军金士杰罗忠兵大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116024

利用超声检测技术无损评价金属材料的疲劳损伤程度,是保证高性能零部件承载性能和服役可靠性的重要手段。以工业纯铁低周疲劳损伤为研究对象,提出将临界折射纵波(critically refracted longitudinal,L_(CR))与递归定量分析相结合的无损... 详细信息

利用超声检测技术无损评价金属材料的疲劳损伤程度,是保证高性能零部件承载性能和服役可靠性的重要手段。以工业纯铁低周疲劳损伤为研究对象,提出将临界折射纵波(critically refracted longitudinal,L_(CR))与递归定量分析相结合的无损评价方法。结果表明:拉-压加载过程中表现为循环硬化,随加载周次增加至1000周次,L_(CR)波幅值及对应归一化幅值差A_(dif)整体呈单调变化,5 MHz检测频率的灵敏度高于2.25 MHz。进一步对L_(CR)波进行递归定量分析,递归图随疲劳损伤发展变化明显,提取归一化递归度差RR_(dif)作为损伤指标,较时域、频域和时频域最大幅值等指标的灵敏度显著提升,增加幅度最大可达44%,为早期疲劳损伤的无损评价提供了新手段。

关键词：疲劳损伤临界折射纵波递归定量分析无损评价

基于递归定量分析与高斯混合模型的齿轮故障识别

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振动工程学报 2011年第1期24卷 84-88页

作者：肖涵李友荣吕勇武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081

针对递归图只能对信号进行定性分析,不利于其深入应用的缺点,应用递归定量分析方法对各种故障模式振动信号进行定量分析。采用确定率和层流率组成齿轮故障识别的特征向量,并结合高斯混合模型实现齿轮故障模式识别。以齿轮故障实验台上... 详细信息

针对递归图只能对信号进行定性分析,不利于其深入应用的缺点,应用递归定量分析方法对各种故障模式振动信号进行定量分析。采用确定率和层流率组成齿轮故障识别的特征向量,并结合高斯混合模型实现齿轮故障模式识别。以齿轮故障实验台上所测取的实验数据为对象,分别采用Re-substitution检验法,Jackknife检验法和Inde-pendent dataset检验法对提出的方法和RBF人工神经网络分类算法进行检验。结果表明,递归定量分析与高斯混合模型相结合应用于齿轮故障模式识别具有更高的识别率。

关键词：递归图递归定量分析高斯混合模型故障识别

基于递归定量分析方法的孤独症儿童脑电信号特征提取与分类研究

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生物医学工程学杂志 2021年第4期38卷 663-670页

作者：赵杰张志明万灵燕李小俚康健楠河北大学电子信息工程学院河北保定071000 河北省机器视觉技术创新中心河北保定071000 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室北京100875

提取分析孤独症谱系障碍(ASD)患者脑电(EEG)信号特征对疾病的诊断治疗具有重要意义。本研究基于递归定量分析(RQA)方法探索ASD儿童和正常发育(TD)儿童EEG信号非线性特征差异。运用RQA方法提取受试者各脑区EEG信号递归率(RR)、确定性(DET... 详细信息

提取分析孤独症谱系障碍(ASD)患者脑电(EEG)信号特征对疾病的诊断治疗具有重要意义。本研究基于递归定量分析(RQA)方法探索ASD儿童和正常发育(TD)儿童EEG信号非线性特征差异。运用RQA方法提取受试者各脑区EEG信号递归率(RR)、确定性(DET)、平均对角线长度(LADL)非线性特征,并结合支持向量机对ASD儿童和TD儿童进行分类。研究结果表明,对于全脑区(包括:顶叶、额叶、枕叶、颞叶),当选取RR、DET、LADL三个特征组合时,得到84%的最大分类准确率,对应敏感性为76%,特异性为92%,曲线下面积(AUC)值为0.875;对于顶额叶区(包括:顶叶、额叶),当RR、DET、LADL三个特征组合时,得到最大分类准确率为82%,对应敏感性为72%,特异性为92%,AUC值为0.781。研究结果表明,RQA方法提取EEG信号的RR、DET、LADL特征能成为区分ASD儿童和TD儿童的客观指标,并结合机器学习方法能为ASD临床诊断提供辅助评价指标,同时,ASD儿童和TD儿童EEG信号的RR、DET、LADL特征差异在顶额叶区具有统计学意义,本研究根据脑区所承担的功能来分析ASD儿童临床特征,为今后的诊断和治疗提供了参考。

关键词：孤独症脑电图递归图递归定量分析

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递归定量分析在视听脑电信号中的应用研究

递归定量分析在视听脑电信号中的应用研究

作者：李世丹太原理工大学

学位级别：硕士

大脑作为人体最复杂的器官,具有强大的功能。通过脑科学的研究可以认识大脑,揭秘脑功能的本质并对相关脑疾病进行诊断、治疗及预防;同时可以通过人工智能创造大脑从而激发大脑的潜在功能。在人类通过多感官通道的信息整合认识世界的过程... 详细信息

大脑作为人体最复杂的器官,具有强大的功能。通过脑科学的研究可以认识大脑,揭秘脑功能的本质并对相关脑疾病进行诊断、治疗及预防;同时可以通过人工智能创造大脑从而激发大脑的潜在功能。在人类通过多感官通道的信息整合认识世界的过程中,视觉与听觉作为最重要的两个感官通道,其整合效应的研究对人类了解自身、诊断及修复功能障碍有着重要的意义。同时,多感官的整合为人工智能的进一步发展提供可能。为此,本文采用基于排序递归图的递归定量分析对视听脑电信号进行了特征提取并分析了两者的整合效应。主要工作研究如下:首先,针对研究的课题,综合概述了国内外的相关研究,分析了脑电信号的产生,特点及分类,并详细介绍了脑电信号预处理的几种常用方法及脑电信号分析几大类方法。其次,详细介绍时频分析中经典的小波变换方法及非线性分析中排序递归图的递归定量分析方法。对排序递归图中符号化的各空间状态存储做出理论性变更,节省了数据处理的时间及存储空间。为进一步分析两种方法,分别采用这两种方法对正常与酗酒两组被试脑电数据特征提取,通过SVM对两组被试特征采用留一交叉验证法进行分类,根据灵敏度、特异性、正确率综合比较两种方法在特征分类中的优劣,验证了非线性分析方法中排序递归图的RQA对脑电信号的特征提取具有可行性及有效性。最后,通过设计实验、脑电数据采集、脑电信号预处理,对视听任务刺激范式下的脑电信号采用排序递归图的方式显示其相空间,并通过量化参数对其变化定量分析。结果表明,视听感官通道在信息整合的过程中有增强与阻碍的作用,不同的外界刺激带来不一样的整合效果。

关键词：脑电信号小波变换排序递归图递归定量分析多感官整合

基于递归定量分析的实测海杂波中的小目标检测

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2014年第11期44卷 106-113页

作者：冯晨姬光荣程军娜中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100

提高海杂波中小目标的检测能力,在海洋监视、军事侦察和浮冰检测等军事、民用领域中有着广泛需求,因此海杂波的研究一直是雷达技术领域研究的热点问题。首次将递归定量分析方法引入实测海杂波数据分析中,采用该方法计算海杂波时间序列... 详细信息

提高海杂波中小目标的检测能力,在海洋监视、军事侦察和浮冰检测等军事、民用领域中有着广泛需求,因此海杂波的研究一直是雷达技术领域研究的热点问题。首次将递归定量分析方法引入实测海杂波数据分析中,采用该方法计算海杂波时间序列相空间重构后各递归参量并将其应用于海杂波背景下小目标检测,得到了较好的结果。实验初步证明了采用递归定量分析方法对海杂波数据进行分析和小目标检测是可行并且有效的。

关键词：海杂波递归定量分析小目标检测

基于递归定量分析与内生结构突变模型的股票市场非线性特征研究

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中国管理科学 2012年第S1期20卷 315-321页

作者：吴礼斌刘盛宇王烨安徽财经大学统计与应用数学学院安徽蚌埠233041

递归图能将随机的或混沌的或周期的序列变化特征可视化,递归定量分析是将递归图的定性分析结果定量化。选用我国股票市场的深证成分指数序列,运用递归图和递归定量分析对全样本的指数序列的非线性特征进行识别,再利用检验内生结构突变... 详细信息

递归图能将随机的或混沌的或周期的序列变化特征可视化,递归定量分析是将递归图的定性分析结果定量化。选用我国股票市场的深证成分指数序列,运用递归图和递归定量分析对全样本的指数序列的非线性特征进行识别,再利用检验内生结构突变断点的方法对股票市场发展阶段进行切分,分阶段探讨股票市场的非线性特征。结果表明,递归图与递归定量分析方法能很好的解释我国股票市场的非线性特征,从而为进一步揭示股票市场产生波动的内在机理,给投资者决策提供了参考依据。

关键词：股票市场非线性递归图递归定量分析内生结构突变

基于递归定量分析的冠心病中医脉象特征提取与分析

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中西医结合学报 2011年第11期9卷 1226-1233页

作者：郭睿王忆勤颜建军燕海霞杨育慈上海中医药大学四诊信息综合实验室上海201203 华东理工大学机械电子工程中心上海200237

目的:基于非线性动力学方法研究冠心病患者的脉象,寻找能区分冠心病和正常人脉象的非线性动力学参数。方法:基于非线性动力学理论,对63例冠心病患者和61例正常人的脉搏信号的递归图进行递归定量分析(recurrence quantification analysis... 详细信息

目的:基于非线性动力学方法研究冠心病患者的脉象,寻找能区分冠心病和正常人脉象的非线性动力学参数。方法:基于非线性动力学理论,对63例冠心病患者和61例正常人的脉搏信号的递归图进行递归定量分析(recurrence quantification analysis,RQA),计算两组脉搏信号的RQA参数,这些参数包括递归率(recurrence rate,RR)、确定性(determinism,DET)、对角线长度的均值(averaged diagonal length,L)、递归熵(entropy of diagonal length,ENTR)、最长对角线(length of longest diagonal line,L_(max))、层状度(laminarity,LAM),竖直/水平线段长度均值(trapping time,TT)和最长竖直/水平线段长度(length of longest vertical line,V_(max));并用秩和检验统计两组脉搏信号的RQA参数之间的差异,用箱线图(BoxPlot)观察有显著性差异的RQA参数的数值分布;绘制有显著性差异的RQA参数的接受者工作特征(receiver operatingcharacteristic,ROC)曲线,对RQA参数进行诊断性试验,以评估脉搏信号的RQA参数区分冠心病组和正常组的诊断价值。结果:秩和检验统计结果表明冠心病组脉搏信号的RQA参数中RR、DET、L、ENTR、LAM、TT和V_(max)的平均秩次显著大于正常组,它们的ROC曲线下的面积依次为1.000、0.898、0.653、0.673、0.885、0.898、0.986和0.994。结论:与正常组相比,冠心病组的脉搏信号表现出较高的规律性、确定性和稳定性;脉象的非线性动力学RQA参数RR、TT、V_(max)DET和LAM对区分冠心病组和正常组具有较高的诊断价值。这为脉诊的无损伤检测提供了新的手段。

关键词：冠心病脉象递归定量分析脉象图临床试验