局部线性预测对汉语元音非线性的研究

1引言 近来,人们通过延迟重构相空间、计算相关维或嵌入维等非线性动力学方法,发现语音中含有非线性、甚至混沌成分[1][2].用非线性的方法建立更符合物理本质的语音模型,将是对原有语音信号研究的重大突破,因此很有必要进一步验证语音中非线性的存在.对于混沌时间序列,可在Takens相空间重构理论[3]的基础上,建立相应的预测模型作预测分析,例如,局部线性预测(LLP)模型[4][5].文献[6]把LLP方法应用于水声目标辐射噪声分析,通过预测误差曲线类型判定辐射噪声的线性性.受此启发,本文把LLP理论应用到汉语语音领域,通过计算元音的归一化平均预测误差随邻点数的变化曲线、以及比较混沌时间序列和线性时间序列的相应曲线,来验证元音中存在非线性(混沌)的成分,为建立合适的LLP模型提供了依据.     

基于非线性动力学的子空间语音增强

1引言 过去的几十年里,研究者提出了许多不同的语音增强算法,如谱减法[1]、维纳滤波法[1],Ephraim-Malah法[2]等.这些算法均具有一定的增强效果,但也存在缺陷.从上世纪九十年代开始,许多研究者相继利用非线性动力学理论来分析语音信号,结果表明,语音具有类混沌的特性[3][4][5].据此,若干研究者把基于混沌动力学的降噪算法应用于语音增强,形成了所谓的"非线性局部子空间(NLSS)语音增强算法"[4][5].本文尝试把这一算法应用于汉语的语音增强上,对汉语单音素以及连续语音分别进行了研究,取得了较好的效果.     

非线性随机动力系统研究的若干进展

介绍了非线性随机动力学的响应、分岔、混沌以及混沌同步与控制的研究现状和发展趋势,探讨了随机复动力系统、时滞系统、逼近方法和数值方法研究中的若干问题及其进展。     

四轮激励含相位差的汽车高维非线性超混沌动力学特性研究

分析了四轮激励具有时间延迟的汽车14维非自治动力学系统,在前后轮激励相位差作为分岔参数的前提下对其进行了全局分岔特性分析,频谱分析,通过poincare映射得到其超混沌吸引子;具体计算了特定参数条件下高维自治系统的各维李亚谱诺夫指数及特定区间的李亚谱诺夫指数谱,通过对李亚谱诺夫指数的定量研究确定非线性系统的超混沌特性;数值研究表明：在分岔参数的特定区间系统存在混沌、超混沌运动;同时分岔图也具体指明了非线性系统的失稳区间;分析结果对不同路面汽车的动力学设计及其混沌动力学控制具有一定的理论指导意义。     

采用BP神经网络进行混沌运动控制

利用4层BP神经网络对非线性非连续函数的无穷逼近特性，设计了控制方法，对非线性系统的混沌运动进行控制。在系统发生混沌运动时，对于不同类型的期望信号，可以将不同自由度的混沌运动分别控制到各自的目标信号上。目标函数可以是周期函数，非线性函数。对Lorenz方程进行了仿真计算，结果显示可以将混沌运动控制到锯齿波信号、正弦信号和直流信号上；对Rossler方程的仿真计算，可以将系统的混沌运动控制到方波信号与直流信号上，控制所用的时间很短。     

运动与年龄对心音混沌特性影响规律的研究

研究心音混沌特征随着运动与年龄变化的规律。心音是一种非平稳的非线性信号,具有典型的混沌特性,利用自制的肩带式心音采集装置采集运动环境下和不同年龄段的心音信号,然后对心音信号进行相空间重构,给出在静息、运动中、运动后三种状态下的心音信号混沌吸引子,讨论运动与年龄对心音混沌特性的影响,重点分析心音关联维数的变化规律。实验结果表明:1运动前静息期、运动中期、运动后恢复期的心音信号关联维数具有显著差异性,长期运动会使心音混沌特征参数趋于相对稳定。2随着年龄的增加,受人体心血管系统衰老和病理性杂音的影响,心音信号关联维数呈下降趋势,衰老是心音混沌特性渐变为零的过程。     

隧道爆破振动信号混沌分形特征研究

为了分析隧道延时爆破时滞信号动力系统的非线性特征,在对新悬泉寺隧道爆破信号准确采集的基础上,运用混沌理论研究了经频率切片小波变换后各频带重构子信号的混沌动力学行为。通过子信号吸引子相轨迹特征对隧道爆破信号系统状态进行了直观描述和定量分析。结果表明:隧道爆破振动信号具有混沌特征,不同频带子信号吸引子在二维相空间一定区域内具有特定层次结构且永不封闭椭圆形轨迹。随着频率的增大,混沌吸引子在相空间的形态表现为椭圆轨迹的长/短轴之比逐渐减小,混沌吸引子在相空间沿长轴方向收缩,沿短轴扩展并最终趋于稳定,信号高频噪声具有弱混沌特征。混沌吸引子形态的演化过程有助于爆破信号幅值、能量信息的精确提取和主频有效判别,为隧道爆破信号非线性特征提取提供了新的思路。     

隧道爆破振动信号混沌分形特征研究

为了分析隧道延时爆破时滞信号动力系统的非线性特征,在对新悬泉寺隧道爆破信号准确采集的基础上,运用混沌理论研究了经频率切片小波变换后各频带重构子信号的混沌动力学行为。通过子信号吸引子相轨迹特征对隧道爆破信号系统状态进行了直观描述和定量分析。结果表明:隧道爆破振动信号具有混沌特征,不同频带子信号吸引子在二维相空间一定区域内具有特定层次结构且永不封闭椭圆形轨迹。随着频率的增大,混沌吸引子在相空间的形态表现为椭圆轨迹的长/短轴之比逐渐减小,混沌吸引子在相空间沿长轴方向收缩,沿短轴扩展并最终趋于稳定,信号高频噪声具有弱混沌特征。混沌吸引子形态的演化过程有助于爆破信号幅值、能量信息的精确提取和主频有效判别,为隧道爆破信号非线性特征提取提供了新的思路。     

改进相空间重构方法在混沌识别中的应用研究

讨论了传统非线性时间序列相空间重构方法的特点。提出了一种改进的相空间重构方法．为了揭示非线性时间序列中的非线性相关性。采用了一种基于关联积分的统计量，并研究了不同参数对它的影响．研究了延迟时间和嵌入维数之间的关系，并采用时间窗口描述这2个参数的变化规律．同时，应用改进方法计算了混沌时间序列的重构参数。重构了混沌信号的吸引子．研究结果表明。该方法能够从时间序列有效地重构原系统的相空间，为混沌信号识别提供了新的途径．     

结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响

机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采用数值积分方法分别获得该非线性颤振系统在不同阻尼水平和不同操纵刚度下的分岔特性图。对分岔特性图进行对比分析结果表明：操纵面的操纵刚度并不影响系统的混沌运动特性,而操纵面偏转自由度或机翼俯仰自由度上的阻尼将会影响系统混沌颤振区域内的周期窗口,进而影响系统的混沌运动特性,特别是两自由度中任意一个的阻尼水平减小到一定程度时,系统混沌颤振区域内的周期窗口都将会消失;但是,单一的减小某个自由度上的阻尼水平,会使机翼非线性颤振系统的颤振临界速度降低。为了使得该系统在混沌颤振区域内不产生周期窗口又不降低其颤振临界速度,可采用在减小俯仰自由度阻尼的同时增大操纵面偏转自由度阻尼的方法。