时间：2023-06-07 09:27:05
一、系统查阅文献，切忌挂一漏万
要想写好综述，第一步是系统查阅文献。在这方面，特别要讲究科学的严谨态度，认真做好文献检索和阅读工作，以对特定时期内某一领域或某一专题的研究状况有较为全面的了解。如果嫌麻烦、想取巧，仅根据少量文献就撰写综述，不但质量无法保证，而且可能贻笑大方。那么，怎样查阅文献才算是系统或较为系统呢？一般有两种方法：其一，数据库关键词查阅法。例如，笔者2007年撰写《我国有效教学研究的现状与问题》一文时，经过对中国期刊全文数据库含“有效教学”四个字的文献的精确搜索，共查到1982―2007年的核心期刊文章篇目115篇，全部期刊文章篇目536篇；其二，专题文献关键词查阅法。例如，孙孔懿先生在撰写《素质教育研究之研究》时，以涵盖面广、信息量大、分类科学、筛选严谨的《复印报刊资料・教育学》为专题文献样本源，将其1987―2005年所有转载文章和索引文章题目中含有“素质教育”的全部目录逐一登录，共查到转载文章198篇、索引篇目文章1612篇。[1]当然，实际写作时查阅的文献会更多，因为许多文章在讨论某些问题及其观点时，常常会标明参考文献，为了探明究竟，还须查阅其原文。读到这里，如果有些教师因此对写综述产生畏难情绪，那大可不必。有将查阅文献的范围和数量适当缩小的方法，即将综述的名称适当缩小，如将“我国有效教学研究的现状与问题”改为“近年来有效教学策略研究的现状与问题”，检索范围就可以缩至近3―5年，检索内容就可以缩为“有效教学策略”。
二、细致梳理文献，切忌粗枝大叶
面对查找到的那么多文献，如何细致梳理并列出写作框架，是写好综述的第二步工作。细致梳理文献是一个较为漫长的过程，单有耐心还不够，还须有条理。如果是对某一研究领域的现状进行综述，梳理文献的条理就要考虑“现状”的限定，涉及起点追溯、背景与意义、主要研究内容及其主要观点、研究特点与总体状况、存在问题与发展趋势等。其中，主要研究内容的确定，不能想当然，要依据所涉文献在论述特定问题上的数量比。例如，笔者撰写《我国有效教学研究的现状与问题》一文时，在对文献进行初步梳理的过程中发现，所涉问题众多，难以面面俱到，通过确定一个所涉文献数量比之后，“主要”与“次要”的区别立即清晰，即主要研究内容集中在国外研究述评、概念研究、特征研究、策略研究等方面。[2]此外，如果是对某一研究专题进行综述，梳理文献的条理就要考虑综述标题的限定。例如，笔者撰写《关于新课改理论基础的争议》时，对所涉文献的梳理就要考虑“争议”的条理，如争议的由来与焦点所在、不同观点及其论据、争议的自然延伸与波及领域、争议的“无解”及其反思等。[3]由于梳理文献的过程较为漫长，很容易出现因缺乏耐心而虎头蛇尾或因急功近利而粗枝大叶的问题。例如，笔者在撰写《当前德育研究的热点问题综述》的过程中就有体会：起初，为图名称响亮，按照“当前德育研究的十大热点问题”来梳理文献并撰稿；后来冷静下来，严格按照“热点问题”所需文献数量比来重新梳理文献，删除初稿中凑数的“热点问题”，并老老实实地将标题改为“当前德育研究的热点问题综述”。
三、精要论述文献，切忌简单罗列
在具体撰写综述的过程中，能否精练扼要地综合论述所涉文献，是决定综述是否具有较高使用价值的关键。这是综述本身的特性与功能所决定的。综述本身具有综合性，参考文献众多，其中所涉及的理论、概念、观点、方法、争论等更是庞杂，如果一一罗列，文章篇幅都不允许。再者，综述的功能在于帮助读者迅捷地了解某一领域或某一专题的研究动态，只有精练扼要，才能为读者的学习与研究起到应有的“向导”作用。这里的精练，指在分析、综合的基础上，通过比较来把握所涉同类文献及其观点的共同特征和本质特征，进而在综述的行文上对所述观点进行分类、归纳；这里的扼要，指用简单明了方式，抓住所分类、归纳观点的要点进行论述。以《我国有效教学研究的现状与问题》为例。该文在论述“有效教学策略的研究”时，先精练地告知读者“在目前的有效教学研究中，对策略问题的探讨是一个显见的热点。尽管研究者对哪些是有效教学的策略和有效教学有哪些策略尚未达成共识，但是提出的策略名目繁多。其中，有代表性的观点主要有四类。[4]”然后，以简明扼要的方式对四类有效教学策略（针对教学进程的、针对多元创新的、针对特定标准的、针对特定学科的）的主要特点和内容进行介绍。当然，精要论述文献，实际上是对所涉文献进行二次加工，也可以采用详略对比的方式，突出某一方面的“精要”成果。例如，在《基础教育“八次课改”的历史轨迹与研究脉络》一文中，论及“课改的系统反思”方面的研究状况时，作者就采用了这样的写法：“关于课改的反思性文章很多，但多数大同小异，或比较课改前后的变化来论述其成效，或针对其存在问题来再思考其理论基础与实践方法。相比较而言，张荣伟关于‘我国基础教育十年课改的反思’，在反思视角上显得更为系统――以‘政府行为’为视点，反思‘十年课改’的时代背景；以‘专家行为’为视点，反思‘十年课改’的理论基础；以‘教师行为’为视点，反思‘十年课改’的实践路径；以‘学生发展’为视点；反思‘十年课改’的具体成效；以‘学校生活’为视点，反思‘十年课改’的文化建设；以‘高考改革’为视点，反思‘十年课改’的评价制度；以‘社会反响’为视点，反思‘十年课改’的舆论导向。尽管其内容主要针对‘十年课改’，但是其反思方式及其递进关系，值得鉴赏。”[5]
四、精当评论文献，切忌空洞浮泛
除了综合性之外，评论性也是综述的主要特征。因此，综述的最后，一般都要求有评论，其写法类似一个评论家，站在“旁观者清”的角度对该文所涉研究领域的现状，特别是存在问题发议论、讲道理。这部分最不好写，也最容易写得空洞浮泛，诸如说一些研究视野有待拓展、研究成果有待系统、研究方法有待完善、研究水平有待提高之类的“放之四海而皆准”的话语，至于“为何”、“如何”则语焉不详或不了了之。要做出精准、恰当的评论，不仅要求作者能够正确理解所涉文献，而且不仅要求作者能够在所涉文献的基础上有一定的深入研究与思考，能提出自己的见解，特别是能够提出引发进一步思考和进一步研究的问题。例如，《关于新课改理论基础的争议》一文最后的评论――“回顾这场远未结束的争议，有几个问题不时浮现在我们的脑海中：其一，这场争议持续了近十年，为什么至今未见国家教育主管部门对此加以澄清和说明，至少是对此加以必要的引导？政府在此的明显‘不作为’，与新课改实施中的一系列政府行为形成了巨大反差。抑或在国家教育主管部门看来，新课改的理论基础问题其实无关紧要？抑或国家教育主管部门对什么是新课改的理论基础也不甚明了，正期望这场争议能得出个明确结果？其二，这场争议持续了近十年，我们对新课改的理论基础是什么或应该是什么的问题，是比较清楚了还是更加模糊了？我们能清楚地知晓新课改在哪些问题上需要什么样的理论指导，又在哪些问题上需要什么样的理论支撑，以及它们之间的内在联系吗？如果答案都不是充分肯定的，那我们是不是有必要想想应该如何改良这场争议的状况？其三，这场争议持续了近十年，会对广大正在实践新课改的一线教师产生什么影响？他们面对这场持续且无“正解”的争议，会怎样看待新课改，又会怎样看待我们这群自称从事新课改理论研究的学者？他们对坚持新课改的信心会因而更加坚定吗？这不能不是每一个参与这场争议或研讨的学者必须负责任地思考的问题。”[6]
如何写好综述还涉及其他一些注意事项，包括选题、摘要、导言、参考文献等方面，限于篇幅，本文不再赘述。
参考文献：
[1]孙孔懿.素质教育研究之研究[J].江苏教育学院学报（社会科学版），2007（1）.
[2][4]乔建中，陶丽萍，张丽敏，史瑞瑞.我国有效教学研究的现状与问题[J].江苏教育研究，2008（1C）.
[3][6]乔建中，冯媛媛.关于新课改理论基础的争议.江苏教育研究，2012（4C）.
一、引 言
论文联盟
大学基础数学课被公认为单调、乏味、难学的课程，怎样能够提高数学课的教学效果是很多高校在教学中面临的一个难题。本文针对影响因素的多样性及相互关系的复杂性，利用主成分分析的方法分析诸因素对教学效果的影响。
二、主成分分析
1．主成分分析的概念
在实践中，研究多变量问题是经常遇到的，然而在多数情况下，不同变量之间是有一定的相关性的。由于变量多，再加上变量之间有一定的相关性，势必增加了问题的复杂性。主成分分析就主成分分析是用少数几个综合指标来描述许多指标之间的联系,以较少几个指标来反映原始资料的大部分信息的统计分析方法. 对多变量的平面数据进行最佳的综合和简化,即在保证数据信息丢失最少的原则下, 对高维变量空间进行降维处理。
设有 个样品，每个样品观测 项变量： 得到原始数据资料阵：
用数据矩阵 的 个向量 做线性组合,即综合指标向量为：
方程组要求：
在称第一主成分的贡献率为 ，由于 ，所以
.
这个值越大表明第一主成分综合 信息的能力越强。
前两个主成分的累计贡献率定义为 ，前k个主成分的累计贡献率定义为 。如果前k个主成分的累计贡献率达到85%，表明取前k个主成分基本包含了全部测量指标所具有的信息，这样既减少了变量的个数又便于对实际问题的分析和研究。
2.主成分分析的步骤
(1) 数据的标准化处理。
，
经过标准化后,各样本的均值和方差分别为0 ,1。
(2) 计算变量的相关矩阵r。
设样本的相关矩阵 ， ，r 是对称矩阵,主对角线上元素均为1。
(3) 计算相关矩阵r 的特征值 特征向量:
(4) 按累计贡献率准则写出主成分。
转贴于论文联盟
计算各主成分的贡献率 ，以累计贡献率 为准则,写出主成分：
三、 基础数学教学效果影响论文联盟因素的主成分分析
经分析认为“两课”教学效果影响因素有以下12个：
因为第一主成分的贡献率已经高达92.1727%，可只取这一个主成分来代替原来的2个指标。而这一主成分的特征向量的分量都在0.45左右，表明原来2个指标对该主成分的影响力基本相等。新的综合性指标表述为：
因为第一主成分的贡献率已经高达89.1368%，可只取这一个主成分来代替原来的5个指标。而从这一主成分的特征向量的分量来看，表明原来5个指标对该主成分的影响力不尽相同，新指标表述为：
f2=0.5210x3+0.1265x4+0.4231x5+0.4002x6+0.2615x7
因为第一主成分的贡献率已经高达91.3563%，可只取这一个主成分来代替原来的5个指标。新指标表述为：
关键词： 图书馆 文献 征集 利用
地方文献的征集与利用越来越受到各级公共图书馆的重视，已经成为图书馆建设的重要组成部分。地方文献是一个地区文明程度的标志，是当地政治、经济、文化等综合反映，而地方文献征集的多少、利用率的高低也成为衡量一个图书馆综合能力的标志之一。因此，研究、探讨地方文献的征集、利用将是今后图书馆工作的重要任务。
一、地方文献的定义及范围
征集、利用地方文献的首要问题是应该明确什么是地方文献，范围如何界定?目前，地方文献的科学概念及其范畴众说纷纭，还没有一个相对统一、明确、清晰的认识。各级各类图书馆在地方文献的征集过程中，也都是按着各自对地方文献的理解或诠释进行征集，操作过程中缺乏科学依据，致使众多的图书馆只注意地方信息密度较大的方志、史料、专业志书等公开及半公开的图书、报刊出版物等“正规”核心文献，而忽略了与本地区历史、发展相关的非常规性文献。因此，地方文献的定义和范围一定要有个界定，界定到图书馆专指的地方文献，而不是泛泛的地方文献。除党政机关系列公文以外，凡研究、介绍、记述、蕴含本地区政治经济、自然地理、历史沿革、文化源流、民族民俗、风土人情、土特物产等出版与未出版的文字、声、像等载体都可作为图书馆的地方文献予以征集。
二、地方文献的作用及利用
征集、收藏地方文献的目的，在于通过对地方文献的整理挖掘，可以为当地各项事业发展，包括决策和科研提供具有现实价值的文献资料服务，从而扩大图书馆的社会影响和知名度。
1.地方文献是传统教育和乡土教育的好教材。地方文献包含着极其丰富的地方史资料，内容复杂，种类繁多，更多的是独家所有。如宗谱，乡土气息浓厚，是一个家族、一个区域民族发展的沿革，许多宗谱记载了家族的兴衰，对曾出现在社会各历史时期、在社会各项事业中创造出业绩的杰出人物，都有详细记载。另如神话传说中就记述了本地区民族生活传统的来源、信仰、图腾的依据等，因此，可以说地方文献从另一个侧面反映了中华民族的历史，在今天的社会主义建设中，它是对广大人民群众，特别是青少年进行爱祖国、爱家乡的革命传统教育的好教材。
2.地方文献为地方政权决策提供了依据。地方文献具有真实性、准确性、完整性等特点。如地方志书在编撰过程中，对掌握的第一手材料，认真核实，科学筛选分类，全面系统进行记述，保证了材料的公正性和客观性。因此，地方文献是地方政府了解本地历史，体察地方民情的重要渠道，更是制定政策、规章的依据。
3.地方文献是科学研究的重要资料。地方地理历史研究、民间民族民俗研究、土特物产研究都离不开地方文献。如关于少数民族的神话传说，就是研究民间风俗、文化、民族图腾、信仰的重要资料。很多传说、神话已成为民族传统的史料，也是目前旅游业开发的原始资料。
必须重视地方文献的开发利用，它不但是民族的精神财富，而且将转化为民族创造物质财富的手段之一。地方文献也是特色图书馆的标志之一，所谓特色，必须是有别于其它馆的东西。地方文献作用发挥的情况等，这也是广大人民群众对图书馆认可程度的标志。
三、地方文献征集的原则
图书馆地方文献的征集是一项十分复杂、细致、艰苦的工作，是一项地方文库建设的系统工程，它需要我们现代图书馆人的努力。因此，现在必须有计划、有针对性地对地方文献征集、筛选、收藏，在采集过程中应注意以下几个原则：
1.完整系统原则。对多卷册、丛书和连续出版物等文献，一定要收集齐全，保证文献的完整性和学科的系统性。
2.厚古宽今的原则。对时代久远的文献，能见到的就要收集；对当代文献，不可多加限制，文献较少的类目更要放宽，文献较多的要严格筛选，保持文献的真实性和地方特色。
3.宁繁勿简的原则。对无法判断其文献价值的，宁可收下，待数年后，随着认识水平的提高，会对其有新的认识、新的发现。
4.以人为本的原则。对有些本地区人士的著述内容虽与本地无关的文献也要征集，其著述对未来研究作者有着重要价值。
5.有主有次的原则。对本地区文献要注意种类齐全，对周边地区有关连本地的地方文献也应予以酌情收集。
四、图书馆地方文献征集的方法
图书馆地方文献的征集工作，要在坚持以上原则的基础上，在馆内建立专门的地方文献征集机构，广泛动员社会力量进行征集，尽可能全面地做好征集工作。
1.馆内建立地方文献征集组。建立地方文献征集组，是开展地方文献工作的基础，工作人员要有吃苦耐劳的敬业精神和较高的专业技术技能，要有一定的经费作保证。对目前掌握的已出版或正在出版的地方文献做到优先采集收齐；开展调查研究，充分掌握本地区曾经出版或未出版或会议交流的文献情况，做到有计划、有目的地征集；同时，摸清本馆地方文献家底，避免盲目重复征集。
2.建立文献征集信息员网络系统，动员全社会力量帮助图书馆进行文献征集。文献征集单靠图书馆内的几个人，政府发几个文件是很难将文献收集工作做好的，要在本地的综合部门、各部门资料室、专业研究机构建立广泛的文献征集信息员队伍，依靠他们工作的便利收集各自的文献，这样图书馆地方文献的征集既节省人力、物力、财力，又能较全面、系统地征集到有价值的文献资料。
3.依靠行政手段，建立“呈缴”制度。尽管有学者对“呈缴”制提出许多异议，就目前我国行政制度现状，“呈缴”制对地方文献的征集仍不失为一种好的方法，但被动地等、靠、要的“呈缴”制是不能适应时展的需要，要在方式上对“呈缴”制度灵活运用，那就是主动上门。特别是近年来，各地方出版物出版量呈上升趋势，绝大多数又不通过书店或邮局发行，图书馆虽近在咫尺，但也无法订购到。因此，一是当地政府要文件，确定各部门要将出版物或非出版物中具有一定价值的文献资料呈缴图书馆，这为地方文献的征集创造了条件，同时也保证了文献征集工作的顺利进行。二是广泛宣传地方文献的重要性，开辟地方文献陈列室，为各方面的研究人员提供详细的地方资料，从而提高各部门、各专业人员呈缴文献的积极性，达到征集目的。
【关键词】 脑桥梗
【关键词】 脑桥梗死；Foville综合征
Foville 综合征，又称脑桥内侧综合征。国内文献少见报道。现报告 2 例由脑桥梗死引起的 Foville 综合征。由于对本征的描述不一，故其诊断标准尚有疑义。本文将结合文献就其诊断问题进行讨论。
1 临床资料
例1.男，55 岁，教师。因不明原因的头晕、恶心、左肢体无力 5 d入院。查体：神清，语言欠清，血压 120/90 mmHg。双眼底视盘边界清，生理凹陷存在，视网膜动脉细，反光强。双眼球向左凝视，呈水平性震颤。右额纹浅，右眼闭合无力，右鼻唇沟变浅，右眼外展不能。左上肢肌力 0~ 1 级，左下肢肌力 4 级，病理反射（+）。双掌颏反射（+）。余神经系统无异常。诊断为Foville 综合征。实验室检查：血脂、血糖、免疫球蛋白、血钾、钠、氯等均正常，胸片（-），脑脊液正常，脑电图示α波慢化，颅脑 CT 平扫示脑干低密度区，诊断为右脑桥腔隙性梗死。治疗 1 月后好转出院。
例 2.女，48 岁，干部。因突然头痛、呕吐、头晕、左侧肢体活动不灵 1 d入院。查体：嗜睡，语言欠利，血压 180/120 mmHg。双眼底正常，双眼球向左凝视，可见水平性震颤。右侧额纹消失，右眼不能闭合。右鼻唇沟变浅，右眼外展受限。左上下肢肌力 3 级，病理反射（+）。余神经系统正常。诊为 Foville 综合征。实验室检查：ESR 35 mm/h，血糖、血脂正常。脑脊液初压 250 mmH2O，蛋白 80 mg/dl。胸片正常。颅脑 CT 诊断为右脑桥腔隙性梗死。经治疗后症状好转出院。
2 讨论
本文2例的主要诊断依据是：①眼球侧方注视麻痹；②右侧周围性面瘫和外展神经麻痹；③对侧肢体中枢性瘫痪。据此三点符合 Foville 综合征的表现。其病因均为脑血管病所致。据文献记载，本征最早是 Foville于1858年报告，当时所报告的病人是 43 岁的男性患者发病 6 d就诊。其临床表现是左侧周围性面瘫和舌下神经麻痹，右侧肢体不完全性瘫痪，并发现双眼球上下及向右运动正常，而向左注视不能。病后 13 d眼和面部症状无变化，但偏瘫症状有所好转。这种特殊的交叉体征当时被称为 Foville 综合征，并定位在左脑桥下部。但此部位为何引起双眼向左注视麻痹，当时 Foville曾提出可能在脑桥下部存在眼球水平注视运动中枢，当该部位的局限性损害时即可引起水平性注视麻痹。因此，根据上述 Foville的病例报告及定位分析，经典的 Foville 综合征可包括三个主要的体征：①同侧周围性面瘫；②眼球水平性注视麻痹；③以及对侧肢体瘫痪。自从 Foville报告了本征之后，以后又有不少学者陆续报告。1900年Grasset 曾将本征分为三型：①脑桥下部型：即经典的 Foville 综合征；②脑桥上部型：仅有向病灶侧水平注视麻痹和包括面部的对侧偏瘫；③中脑型：即双眼球向病灶对侧水平性注视麻痹和包括面部的对侧偏瘫。而后 Bing （1911年）报告了患侧面神经和展神经麻痹及对侧偏瘫而没有侧方注视麻痹的病例，此征即为今日的 Millard-Gubler 综合征。后来又有不少的学者对本征作了许多研究。国外多数学者的研究结果与经典的 Foville 综合征基本相符。但复习有关文献，发现对 Foville 综合征的描述也有不同之处，即对本征是否出现面神经及展神经麻痹尚有不同意见。有的认为出现面神经麻痹，有的认为出现展神经麻痹，还有的认为两者均可出现。结合本文 2 例及国内外资料，我们认为本征除了有眼球侧方注视麻痹及对侧肢体中枢性瘫痪外，尚可出现患侧面神经及展神经单独或同时麻痹。因从脑桥解剖分析，面神经靠近展神经核，并且展神经为面神经包围，故当此部位受损时除面神经麻痹外，常伴有同侧展神经麻痹。因此，我们认为两对脑神经均可受累的描述较为合适。转贴于
摘 要 随着信息技术的发展，基于内容的图像检索技术已经成为一个研究热点。文章提出了一种颜色和纹理相结合的图像检索算法。首先在RGB颜色空间中对已经分割好 的图像块求其三个通道的颜色平均值，进行离散余弦变换后取其低频分量作为颜色特征。用边缘直方图提取其纹理特征。最后综合利用这两个特征进行图像检索。实 验结果表明，本文的算法具有较好的检索效果，有效地提高了检索的查准率和查全率。
关键词 RGB颜色空间；颜色平均值；二维离散余弦变换；边缘直方图；纹理特征 1 引言 近年来由于互联网络的快速发展，数字信息正海量的增长。传统的以文本的查询方式远远满足不了人们的 要求，因此，基于内容的图像检索越来越受到人们的关注，成为了研究的热点。在基于内容的图像检索中，颜色和纹理是人们使用的最为频繁的视觉特征。人们单一 的对颜色或者纹理特征提出了各种各样的算法，但是一种特征的方法只能表达图像的部分属性，往往满足不了人们的视觉需求。因此本文提出了一种综合利用颜色和 纹理的图像检索算法。实验表明，综合颜色和纹理这两种特征可以得到比使用单一特征进行图像检索更好的效果。 2 利用颜色特征进行检索 2.1 提取颜色特征 在国际标准MPEG-7中建议了一种描述符颜色布局[1]，它表达了颜色的 空间分布信息。在颜色布局描述符中，对分割好的8×8的图像取每一块图像的颜色平均值，形成一个颜色平均值矩阵，然后对其用二维离散余弦进行变换，取低频 分量作为颜色特征。考虑到本文所选的测试图片都是bmp图片，以及减少计算量，提高检索速度的因素，本文的颜色布局描述符[2，3]的提取方法如下： (1)将整幅图像分成4×4块，计算每一块中所有象素RGB三个颜色通道的颜色平均值，并以此作为该块的代表颜色（主颜色）。 (2)将各块的颜色平均值进行离散余弦变换（DCT），得到DCT系数矩阵。DCT是一种分离的变 换，是国际静止图像压缩标准JPEG的基础。由于大多数图像的高频分量较小，相应于图像高频分量的系数经常为零，加上人眼对高频成分的失真不太敏感，所以 可用更粗的量化。因此，在一般检索中可以利用部分DCT系数作为特征向量。 (3)对DCT系数矩阵进行之字形扫描和量化，得到DCT系数。 (4)对于R、G、B三个通道，分别从DCT系数中取出4个低频分量，形成12个参数，共同构成该图像的颜色特征向量。 2.2 相似度计算 国际标准MPEG-7中建议的颜色布局描述符在匹配时使用欧式距离公式，因此在本算法中匹配时也使用欧式距离公式，即为：
其中，各个分量的W为权重，Ri，Gi，Bi分别为各个分量的第i（i=0，1，2，3）个DCT系数。 3 利用纹理特征进行检索 3.1 提取纹理特征 在国际标准MPEG-7中建议了一种纹理特征描述符——边缘直方图[1]。边缘直方图是基于图像边缘的统计特征，能较好地反映目标的边缘和纹理特征，而且运算速度较高[4]。因此在本文中选取边缘直方图来提取图像的纹理特征。下面介绍一下提取的具体步骤： (1)将bmp图像转换成灰度图。每个象素的灰度值可以根据RGB颜色分量按下列公式计算得到： 。 (2)将整幅图像分成4×4块。 (3)分别对16块1/16子图像进行sobel边缘算子运算，得到边缘图像。 (4)统计子图像中的边缘直方图，该直方图包括4个直方条。（横轴为0，1，2，3四个边缘方向，纵轴为该方向上的象素数占子图像总的象素数的比率） (5)将16个子图像的直方条综合起来，得到包括64个直方条的整幅图像的边缘直方图。 下面介绍用sobel算子[5]提取图像边缘的具体算法： 首先介绍一下sobel算子中用到的4个核模板：
(1)将图像中的象素点的灰度值分别与以上四个方向的核模板相乘。
(2)比较四个乘积数值，取最大的那个数值，作为该象素点的新的灰度值。 (3)取适当的阈值T，若新的灰度值≥T，则认为该象素点为边缘点。 通过以上算法提取出图像的边缘。 3.2 相似度计算 仍然采用欧式距离公式作为相似度的计算公式，如下：
其中；Qi，Di为图像Q，D在边缘直方图中对应的第i个直方条的值。 4 利用综合特征进行检索 对于以上三幅图像，假设它们是原图像的1/4图像（其余3/4图像与此1/4图像相同），如果按照本文中的利用颜色特征进行检索，那么将得出完全相似的结 论，但是实际上这三幅图像给人的感觉是完全不同的。因此说单一的依靠提取一种特征来进行检索，得出的结果往往是不尽如人意的。在本文中，利用颜色布局描述 符结合了颜色特征和空间关系的特点；利用边缘直方图作为纹理特征弥补了颜色特征缺乏空间分布信息的不足，考虑到图像中的边缘多对应目标的边界或轮廓，边缘 直方图描述符在一定程度上还反映了图像中目标的形状信息。 因此这两种特征描述符达到了不同特征的优势互补的效果，而且，这两种特征在提取的过程中都归一化到了[0，1]区间，可以综合在一起进行图像检索。设颜色特征的权重为Wc，纹理特征权重为Wt，并且Wc+Wt=1，则综合特征的相似度计算公式为：
5 实验结果及结论 本文验证的系统的开发平台为Microsft Windows XP操作系统，赛扬2.0G的CPU，1G的内存。开发工具为vc++6.0。本文的实验图库为从标准测试图像库Corel图像库中选取的由海滩、恐龙、 大象、马、花等组成的102幅图片。表1、表2给出这几类图片的查准率和查全率。 表1 六类图片的查准率 利用颜 色特征 利用纹 理特征 利用综 合特征 海滩 0.583 0.500 0.833 恐龙 0.500 1.000 1.000 大象 0.417 0.333 0.583 马 0.583 0.833 1.000 雪景 0.167 0.250 0.333 花 0.500 0.667 0.833 表2 六类图片的查全率 利用颜 色特征 利用纹 理特征 利用综 合特征 海滩 0.350 0.300 0.500 恐龙 0.300 0.600 0.600 大象 0.250 0.150 0.350 马 0.583 0.833 1.000 雪景 0.100 0.150 0.250 花 0.300 0.400 0.500 从表1、表2中的数据可以看出，利用综合特征进行图像检索得到的查准率和查全率都要高于使用任何一 种单一的方法进行图像检索得到的查准率和查全率。通过以上的实验结果图片和结果数据可以看出本文中综合利用颜色和纹理特征进行图像检索的效果比使用单一特 征进行检索的效果更好，更符合人的视觉要求。因此，本文提出的综合颜色和纹理特征进行图像检索的方法是有效的，有意义的方法。 参考文献 [1]章毓晋.基于内容的视觉信息检索[M].北京：科学出版社.2003 [2]郑楚君，杨志勇，何惠玲，常鸿森.DCT压缩域中图像颜色布局描述符的提取[J]. 计算机工程与应用，2005，35：167-168 [3]顾红飞，张佑生，江巨浪.基于颜色布局的压缩图像检索研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版)，2006，29（1）：1-4 [4]F Malgouyres，F Guichard.Edge Direction Preserving Image Zooming：A Mathematical and Numerical Analysis[J]. SIAM Journal on Numerical Analysis，2001，39(1)：1369-1390 [5]刘彩.一种改进的Sobel图像边缘检测算法[J].贵州工业大学学报（自然科学版），2004，33（5）：77-79
1、从全社会文献资源的整体建设角度分析
近些年来，受书刊涨价及一些民办信息机构的纷纷崛起等因素影响，全国多数文献情报单位，在文献资源建设和文献情报服务方面，都遇到很大的困难。这就要求文献情报单位应从宏观上加强文献情报资源的合理布局，发挥优势，有重点、有特色地做好文献情报的保障服务。另一方面，从文献使用情况看，藏书利用以后产生的社会效益和经济效益的高低，首先取决于读者的满足程度和利用程度，这也从客观上要求，只有通过建立具有适应本地社会需要、满足本地读者需求的特色馆藏体系，才会抓住读者。鉴于上述方面原因，加强地方文献资源这种特色体系的建设已成为一个新的趋势，给不少文献情报机构提供了一个发展的机遇。
2、从文献资源共建共享的角度来分析
其基本原则就是通过建立一个合理的文献资源布局体系，来减少巨大的馆藏建设重复与浪费。共建应以各自的特色为基础，特色意味着馆藏在某些方面的特殊优势，若无特色也就无所谓共享。作为地方文献资源建设来讲，它是建立在本地文献收集、整理、利用的基础与优势之上，既可填补稀缺，又避免了重复浪费。因此，必然可成为一个可靠的、富有特色的保障体系参与到文献资源的共建共享中来。
3、从地方文献的内在特征进行分析
地方文献的涵盖范围具有综合性，包括了各个领域，可称"地方小百科"。作为一般读者来讲，可以通过地方文献来了解当地的基本概貌，加深对本地情况的熟悉程度;作为学者和研究员，则可以通过地方文献全面并有侧重地分析、研究地方性问题，为当地发展提出决策参考。这一切，都有助于各类读者从地方文献的信息含量中受到启发与借鉴，有针对性地解决地方实际问题。
可见，加强地方文献资源建设既必要也可行。
二、地方文献的特征以及在省级图书馆藏书建设中的地位
1、地方文献的特征
(1)地方文献以一个省(区)地域内的自然、社会基本情况为主要内容，从不同侧面反映这一地域历史与现实的基本状况，反映这一地域的历史沿革、自然地理风貌、经济发展、民族民俗风情等，使得地方文献具有极为鲜明的地域性特征。
(2)地方文献的基本内容是本地区人民实践生活的真实记录，也是这一地区人民对自然环境以及社会发展的认知和总结。这些内容均从实践中获得的，具有极强的实践性。
(3)地方文献内容多样，跨学科、跨行业、跨时代，研究对象包罗万象，记录载体、出版形式多样，使地方文献具有广博性和资料性的特点。
(4)地方文献从纵向上沿袭于各个时代及其各个时期，从横向涉及社会的各个方面。它将动态的历史发展，保存于静态的文献载体之中，反映出不同时期、不同时代的社会发展水平，因而具有极强的历史性和时代性特征。
地方文献内容丰富而广泛，所包含的地方史料具有时代的连续性和社会不同方面的相关性，地方文献的这种动态性和整体性特征，使得地方文献具有极其重要的使用价值。
2、地方文献在省级图书馆藏书建设中的地位
地方文献所具有的鲜明特征，必然为其构架出自身在市场经济中广阔的研究价值和利用价值。对它的收集、整理、研究和利用，是图书文献部门利用丰富的文献资源服务于社会，创造丰厚的社会效益和经济效益，进而为确立自身社会地位所必须担当的责任。因而地方文献在省级图书馆藏书建设中有着特殊的地位。(1)收集地方文献是省图书馆藏书建设的重要任务。《省(自治区、市)图书馆工作条例》把"搜集、整理与保存文化典籍和地方文献"列为省级图书馆六大主要任务之一。(2)地方文献是省级图书馆藏书特点的突出反映和集中体现。(3)加强藏书建设中地方文献的收集、整理工作可以为图书馆学和地方文献学的研究提供方便条件。(4)通过收集地方文献，可以建立起有关当地社会的基本资料库，为地方建设事业提供文献信息。包括为地方决策事业提供文献信息和为地方经济建设提供情报服务等。(5)地方文献是对广大群众进行爱国主义教育的良好教材。(6)地方文献是有关科学研究的重要参考资料。(7)地方文献是编史修志不可缺少的素材。
三、加强省级馆地方文献工作的思路与对策
1、搞好地方文献的调查研究，做好地方文献的补充工作。
首先搞好书目调查。利用有关工具书和目录检查馆内地方文献的收藏情况。如《山东省新编地方志目录》一书就收有山东省各类志书3519余种，地情资料944余种，这其中许多都是省馆目前没有收藏的。通过书目调查，地方文献工作人员可以及时了解本馆馆藏，有的放矢地进行征集工作。另外，要有目的、有重点地搞好社会调查，包括本省各有关单位正式和非正式出版物数量、种类、创刊日期、出版时间等方面的调查。在社会调查中应与各地史志办等相关单位保持密切联系，注意掌握各地的编史修志的动态、进度、重要的地方文献的发现情况等等。
2、加强分工、协作
(1)省、市馆间的分工
作为市级公共图书馆，它的地方文献资料收藏重点，应该是尽可能的将以专门记述本地区有关情况为内容的文献资料收集齐全。对这类文献资料的收集，大到综合反映本地区情况的书刊资料，小到单独记述本地区某一方面情况的书刊资料、记述本地区某一行业或一个部门情况的专门资料。而对那些包含有本地区有关情况在内的综合反映本省各地情况的文献资料可视经费等条件所限，有选择地收藏。对那些包含全国各地区或部分地区情况的文献资料，虽内容涉及本地区有关情况，也没有必要作为地方文献资料收藏。
作为省级公共图书馆，应重点收藏综合反映本省各地有关情况或部分地区有关情况的文献资料，收藏的越齐全越好。对那些包含本省有关情况在内的综合反映全国各地情况的文献资料，可视客观条件允许，尽量收集齐全。本省各地的繁杂的地方文献资料，由各地的公共图书馆去详尽地收集保存。作为省级公共图书馆则没有必要去广泛详尽的收集，避免形成本省范围内收藏地方文献资料的不必要重复。同时，作为省公共图书馆无论从现实的人力、物力，还是其它一些客观条件来讲，也都不可能把本省各地所有的地方文献资料收集齐全。对这部分文献资料，可根据为本省领导机关及有关部门提供各地地情资料的需要，去有选择地收藏，不强求齐全。
通过对省、市公共图书馆的地方文献收藏范围进行上述的分工，逐渐形成一个省馆齐全的，收藏有综合反映本省各地(两地以上)情况的地方文献资料;各市馆齐全的，收藏有专门反映本地区情况的地方文献资料的总体。这样一个由若干地方文献收藏点连成的地方文献收藏总体，就较好地反映出了本省完整、系统、齐全的地方文献资料情况，省、市馆间都有了自己较为明确的地方文献资料收藏侧重点，各馆还可以更好地集中人力、物力、财力，用于"重点"文献资料的广泛搜求上。
(2)组织上的协作与协调
地方文献工作在目前虽然已受到了各公共图书馆的普遍重视。但是由于各图书馆自身存在的客观情况限定了各图书馆对地方文献工作的重视程度，其具体做法不可能完全一致。因此，有必要采取各种可行的做法来达到各馆地方文献组织机构等情况的协调和统一。一是各图书馆有必要设置负责地方文献工作的专职人员(有条件的应设置地方文献部门)。二是要建立一个全省范围的地方文献工作协作组织。这个组织由各市馆的地方文献工作人员参加，由省馆的地方文献工作部门负责组织和召集开展有关活动。通过这样一个协作组织，加强各图书馆地方文献工作间的联系，对各馆(特别是省、市图书馆间)的地方文献资料收集、有关工作的协作与协调，以及地方文献工作中遇到的诸多问题开展经常性的讨论研究，制定和不断改进在地方文献工作中实施的各种措施和具体做法，以促进全省公共图书馆地方文献工作的不断发展和完善。三是从地方文献工作的长远需要着眼，各图书馆有必要设立地方文献资料专库或地方文献资料专架，对地方文献资料进行单独的存放和管理。这样做，有利于对馆藏地方文献资料的全面把握和充分利用，有利于地方文献资料的长期妥善保存。否则，由于馆藏的地方文献资料散布于其它各种书刊资料之中，会给整个地方文献工作带来很多的麻烦。
(3)信息协调
各公共图书馆可定期或不定期地利用书目索引等形式，把本馆的地方文献资料内容详尽地反映出来。一来方便读者对馆藏地方文献资料的了解、利用，更重要的是省、市公共图书馆间可通过书目索引这一形式，进行馆藏地方文献资料的信息协调。省馆通过各市馆的馆藏地方文献书目索引，来掌握各地详尽的地方文献资料收藏情况;各市馆通过省馆的馆藏地方文献书目索引来掌握自己没有作为重点收藏，或是没有收藏的那部分包含有本市情况的文献资料情况。这样一来，要查阅本省某地区的地方文献资料，即可在该地区的市公共图书馆收藏的地方文献资料中得到较好的解决。此外，又可在该馆通过书目索引了解和掌握省馆收藏的，包含有该地区有关情况的那部分文献资料情况，以便在必要时到省馆查阅。同样，在省馆可以查阅到综合反映各地情况的各种地方文献资料。
3、进行馆藏地方文献数字化，建设地方文献数据库
建立地方文献数据库是开发、利用地方文献资源的基础工作。随着网络技术的发展和普及，实现文献资源的数字化，并使之成为网上的一部分已经成为社会发展的必然。建立地方文献数据库，正是为了满足人们在网上实现信息资源共享的需要。同时，建立地方文献数据库，可以大大加速省馆与各地市分中心的信息互动，扩大开发和利用程度，是实现信息资源共享的有效方法。
地方特色是地方文献数据库的核心。公共图书馆应根据自己的特点和当前地方文献数据库建设的现状以及有关部门的规划、协调，来规范数据库的建设，选择选用率高、有一定学术和史料价值的文献，分阶段、分步骤地建立类型齐全的数据库，如书目数据库、专题数据库、报刊索引数据库、文摘数据库、全文数据库等等，以便向读者提供多层次、多样化的服务。其中，建设地方文献书目数据库，是实现省馆与各地市分中心信息互动，加快信息资源加工处理速度和动态反映速度最直接的方法。因此，省级图书馆应把地方文献书目数据库建设放在首位。
实证分析
文章采用主成分分析和因子分析的方法，利用已建立的金融发展水平指标的相关模型，运用统计分析软件SPSS17.0对数据进行分析，主要应用因子得分来代表各指标体系的发展程度。文章利用SPSS软件对上述数据进行了相关性分析，分析得知，金融相关比率(FIR)与人均资源占有量、存贷比、保险密度等指标存在着较强的线性关系，能够从中提取公共因子，适合进行因子分析。根据表3中各个特征值的根，选取特征根值大于1的特征根。通过表3可知，提取了两个主成分，即m=2，其中，第一组数据描述了初始因子解的情况;第二组数据描述了因子解的情况，得出:两个因子共解释了原有变量总方差的91.2%，总体上原有变量的信息丢失较少，因子分析效果较理想;第三组数据描述了最终因子解的情况，可见因子旋转后，累计方差比没有改变，也就是没有影响原有变量的共同度，但却重新分配了各个因子解释原有变量的方差，改变了各因子的方差贡献，使得因子更易于解释。
从旋转成份矩阵(表4)中可看出:第一主成分中，人均金融资源占有量、贷款余额、存款余额、保险密度、FIR、贷存比、证券化率占有较大载荷，说明第一主成分基本反映了这些指标的信息;第二主成分中，保险深度占有较高载荷，说明第二主成分基本反映了该指标的信息。所以提取两个主成分可以基本反映全部指标的信息，因此，文章决定用两个新变量(2个主成分)来代替原来的8个变量。文章采用回归法估计因子得分系数，并输出因子得分系数(详见表5)，根据表5可写出以下因子得分函数:对青海金融发展水平进行综合测度时，采用计算因子加权总分的方法，以两个因子的方差贡献率为权数，求得F1的权数=0.835603，F2的权数=0.164397。青海金融发展水平综合得分=0.84F1+0.16F2，从而计算出1995年至2009青海金融发展综合水平得分(详见表6)。
由表6可见，(1)青海金融发展水平持续稳步提升。1995－2009年间，综合得分从1995年的－1.28分上升到了2009年的1.86分，2009年的金融发展水平综合得分是1995年的2.45倍。(2)青海金融发展水平呈现阶段性。1995－2002年间，青海金融发展水平综合得分虽然仍持续提高，但一直处于0分以下水平，处于低水平发展阶段;2003－2007年间，青海金融发展水平综合得分从0.066分到0.943分，处于稳步上升阶段;2008－2009年间，青海金融发展水平综合得分从1.147分到1.856分，处于快速拉升阶段。以上三个阶段与青海金融业发展的实际状况相吻合。
结论
(1)青海金融发展过程中，主成分1的贡献率达到77.07%，占累计贡献率的83.56%。而在主成分1中，银行业发展水平对青海金融综合发展水平的重要程度达到0.775，处于主导地位;保险业发展水平次之，对青海金融综合发展水平的重要程度达到0.237，处于支撑地位;证券业发展水平对青海金融综合发展的重要程度最小，权重仅为0.135，处于补充地位。
(2)银行业指标中，贷存比为负值，说明青海银行业存款外流严重，存在较为明显的“虹吸”现象;在保险业指标中，一方面，保险密度为正值，主要是因为青海省人口总量较小，但另一方面，保险深度为负值，保险业对经济增长贡献度较小，综合两方面，青海省保险业仍处于较低的发展水平。
作者：刘德成单位：青海大学成人教育学院
关键词：主成分分析；国家助学金；助学点评定
中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）001-0018-03
0引言
自上世纪90年代中期，贫困生（即家庭经济困难的学生）问题一直是困扰政府和高校的一大难题，为了让贫困生顺利完成学业，国家开设了奖学金、国家助学贷款、国家助学金、社会助学金等多元联动资助体系对高校贫困生进行资助。根据新的资助政策的要求，各地各高校根据本地实际情况制定本校的家庭经济困难认定办法。通常各地各高校将家庭经济困难学生大体分为2～3档，分为2档的等级为：一般困难和特别困难；分为3档的等级为：一般困难、比较困难和特别困难。但是由于各地区经济发展水平有差异，并且我国的农村乡土观念、人情关系浓厚，存在有的学生即使不贫困，只要提出请求，还是很容易开出村镇两级贫困生证明的，加之政府部门、高校资助管理部门也很少派人去实地核查，也就加大了高校贫困生认定工作的难度，使得贫困生认定存在了一定的虚假情况。这种评定方法存在一定程度的主观因素过强、信息不对等和不容易操作等问题。因此，一种更公平、易操作的全定量助学金等级评定方法的研究变得十分重要。
本文主要应用主成分分析法建立了全定量化的助学金等级综合评定方法，并将计算结果与附录数据进行比较，结果显示该方法具有很好的合理性。
1主成分分析
1.1基本思想
主成分分析是多元统计分析中一种重要的方法，其基本思想是通过多个指标的线性组合，将众多的具有交错复杂相关关系的一系列指标归结为少数几个综合指标，既能使各主成分相互独立，舍去重叠的信息，又能更集中更典型地表明研究对象的特征，还能避免大量的重复工作。
1.2基本原理
假定有n个样本，每个样本共有P个变量，构成一个n×p阶的数据矩阵。X=x11x12…x1p
x21x22…x2p
xn1xn2…xnp定义：记x1，x2，…，xp为原变量指标，z1，z2，…，zm，（m≤p）为新变量指标，则：z1=l11x1+l12x2+…+l1pxp
z2=l21x1+l22x2+…+l2pxp
zm=lm1x1+lm2x2+…+lmpxp系数lij的确定原则：
（1）zi与zj（i≠j；i，j=1，2，…，m）相互无关；
（2）z1是x1，x2，…，xp的一切线性组合中方差最大者；z2是与z1不相关的x1，x2，…，xp的所有线性组合中方差最大者；……；zm是与z1，z2，…，zm-1都不相关的x1，x2，…，xp的所有线性组合中方差最大者。
则新变量指标z1，z2，…，zm分别称为原变量指标x1，x2，…，xp的第1，第2，…，第m主成分。
1.3计算步骤
（1）计算相关系数矩阵。R=r11r12…r1p
r21r22…r2p
rp1rp2…rpp其中rij（i，j=1，2，…，p）为原变量xi与xj的相关系数，rij=rjirij=∑n12k=1（xki-xi-12）（xkj-xj-12）12∑n12k=1（xki-xi-12）2∑n12k=1（xkj-xj-12）2（1）（2）计算特征值和特征向量。
解特征方程|λI-R|=0，常用雅可比法求出特征值，并使其按大小顺序排列λ1≥λ2≥…≥λp≥0；分别求出对应于特征值λi的特征向量ei（i=1，2，…，p），要求ei=1，即∑p12j=1e2ij=1，其中eij表示向量ei的第j个分量。
（3）计算主成分贡献率及累计贡献率。
贡献率：λi12∑p12k=1λk（i=1，2，…，p），累计贡献率：∑i12k=1λk12∑p12k=1λk（i=1，2，…，p）（2）一般取累计贡献率达85%～95%的特征值λ1，λ2，…，λm所对应的第1个，第2个，…，第m个主成分。
（4）计算主成分载荷。lij=P（zi，xj）=λ1eij（i=1，2，…，p）（3）（5）计算各主成分的得分。z=z11z12…z1m
z21z22…z2m
zn1zn2…znm（4）2实例分析
本文研究所使用的数据来自于广西区首届研究生数学建模竞赛试题，运用SPSS软件进行数据处理。
2.1数据处理与分析
由于影响国家助学金评定的因素中定性因素有3个，尤其是贫困原因的描述更是千差万别，没有规范性，主观性判断强。因此，需对定性变量定量化，变量描述如表1。
表1变量的定义
变量名12变量描述x112班级评定困难等级，1=特困生，2=一般困难x212家庭年收入（元）x312月消费金额（元）x412出身因素，0=孤儿，1=单亲，2=双亲x512家庭成员突遇疾病、变故或自然灾害因素，0=无，1=有x612是否有国家贷款，0=无，1=有x712其它家庭成员上学情况，0=0人，1=1人，2=2人，……x812家庭主要劳动力工作情况，0=父母无劳动能力，1=无固定工作，2=务农对数据进行描述性统计分析，计算出他们的最大值、最小值、均值和方差，如表2所示。
表2描述统计量
12N12Minimus12Maximum12Mean12Std.Deviationx112238121.00122.00121.5252120.50042x212238120.001220000.00125795.4958123938.76337x31223812100.0012600.0012303.949612115.94207x412238120.00122.00121.9286120.27394x512238120.00121.00120.50841250098x612238120.00121.00120.7017120.45848x712238120.00123.00120.6513120.79570x812238120.00122.00121.3235120.76332ValidN
（listwise）122381212121212从表中可以看出，8个指标均值普遍较高，说明这238名学生整体较为贫困，但是从这8项指标的最大值、最小值可以看出，差距比较大，这说明这238名学生的家庭经济情况存在显著差异。因此有必要对这8项指标进行综合性评价，从而找到合理科学的等级评定方法。
2.2主成分分析
（1）计算相关系数矩阵。
表3相关系数矩阵
12x112x212x312x412x512x612x712x8Correlation12x1121.000120.360120.276120.122120.081120.232120.029120.023x2120.360121.000120.615120.037120.023120.313120.046120.00612x3120.276120.615121.000120.068120.063120.242120.028120.091x4120.122120.037120.068121.000120.226120.003120.214120.171x5120.081120.023120.063120.226121.000120.041120.183120.286x6120.232120.313120.242120.003120.041121.000120.014120.027x7120.029120.046120.028120.214120.183120.014121.000120.147x8120.023120.006120.091120.171120.286120.027120.147121.000从表3可以看出，年级评定困难等级（x1）与家庭年收入（x2）、月消费额（x3）这几个指标存在显著性关系，出生因素（x4）与其他家庭成员上学情况（x7）、家庭主要劳动力工作情况（x8）也存在着显著的关系。可见许多变量之间直接的相关性比较强，说明它们存在信息上的重叠，可进行主成分分析。
（2）计算特征值和贡献率。
表4特征值和贡献率
Component12InitialEigenvalues12ExtractionSumsof
SquaredLoadingeTotal12%
ofVariance12Cumulative
%12Total12%
ofVariance12Cumulative
%1122.0851226.0591226.059122.0851226.0591226.0592121.6051220.0651246.125121.6051220.0651246.1253120.9141211.4241247.549120.9141211.4241257.5494120.8681210.8471268.395120.8681210.8471268.3955120.8171210.2131278.608120.8171210.2131278.6086120.720129.0031287.612120.720129.0031287.6127120.645128.0661295.677120.645128.0661295.6778120.346124.32312100.000120.346124.32312100.000结果表示，第1个因子的方差占所有因子方差的26.059%，第2个因子的方差占所有因子方差的20.065%，第3个因子的方差占所有因子方差的11.424%，第4个因子的方差占所有因子方差的10.847%，第5个因子的方差占所有因子方差的10.213%，前5个因子的方差贡献率达到了78.608%，用主成分分析后，可以概括原始变量所含信息的78.608%。从表中可以看出，所有的共同度都在80%以上，所以我们选取前5个因子作为主成分。
（3）计算主成分载荷矩阵。
表5初始因子载荷矩阵
12Component1122123124125126127128Zscore（x1）120.624120.085120.394120.365120.110120.243120.486120.088Zscore（x2）120.816120.217120.085120.188120.233120.083120.037120.426Zscore（x3）120.782120.117120.189120.025120.384120.097120.211120.370Zscore（x4）120.175120.610120.514120.261120.140120.438120.212120.095Zscore（x5）120.210120.665120.178120.237120.182120.531120.334120.011Zscore（x6）120.559120.115120.020120.196120.739120.262120.137120.037Zscore（x7）120.078120.575120.274120.724120.062120.150120.171120.089Zscore（x8）120.155120.616120.587120.105120.001120.283120.399120.038将载荷矩阵的前5个因子标准化，可以得到特征向量U1，U2，U3，U4，U5，如表6。
表6特征向量
U112U212U312U412U50.4321120.0671120.4121120.3918120.12170.5651120.1713120.0889120.2018120.25780.5416120.0924120.1977120.0268120.42480.1212120.4815120.5376120.2801120.15490.1454120.5249120.1862120.2544120.20140.3871120.0908120.0209120.2104120.81760.054120.4539120.2866120.7771120.06860.1073120.4862120.614120.1127120.0011第1主成分x1，x2，x3的系数最大，说明第1主成分主要反映了班级评定困难等级、家庭年收入和月消费金额的信息；第2主成分x4，x7，x8的系数最大，说明其主要反映的是出身因素、其它家庭成员上学情况和家庭主要劳动力工作情况；第3主成分主要反映x1，x4的信息；第4主成分主要反映其它家庭成员上学情况；第5主成分反映是否有国家贷款。
2.3排序以及排序结果分析与评价
由主成分的表达式，可以得到各个主成分的得分，按各公因子对应的方差贡献率与其方差贡献率和的比值为权数计算主成分综合模型，可得到主成分综合表达式：Y=0.331505×F1+0.255266×F2+0.145328
×F3+0.137975×F4+0.12992×F5（5）根据主成分综合分值进行排序，即可对学生情况进行综合评价比较。
与原助学金等级评定的相关性：从原始数据看，1～95号学生的国家助学金等级为一等，原来的1～95号学生在综合排序后的前95名中有62名，所占比例为65.26%。与原助学金等级评定的差异性比较：任取排名中的几个数据进行分析，例如，综合排名第8的学生，其对应的编号是121，故我们查看原始数据123行的数据情况。从数据可以看出，学生的家庭收入低微、月消费水平较低、单亲都可以看出该生家庭条件比较恶劣，在排序后他的家庭困难程度排名第8，完全符合一等奖学金的评定资格，但却被归为二等助学金。
以上分析说明该方法有很好的合理性，但是同时也具有一定的局限性。
4结语
本文首先介绍了主成分分析法的基本思想、基本原理和计算步骤，并在此基础上对高校助学金等级评定进行了研究，定量分析了我国高等学校助学金等级评定工作中的数据，该方法较以往定性或半定量的评定方法，具有更公平、易操作的优点，克服了其主观因素过强、信息不对等和不易操作等缺点。通过主成分分析法对学生情况进行排序，并对排序结果进行了分析和评价，数据结果显示该方法有很好的合理性。
参考文献：
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[5]张尧庭，方开泰.多元统计分析引论[M].北京：科学出版社，1989.
关键词：目标识别 遥感 卫星影像 信息提取 变化检测
中图分类号：TP7 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0164-03
Review of Remote Sensing Change Detection for Target recognition
Ang Li Fang Liu
National University of Defense and Technology, ATR Key Lab, Changsha 410073
Abstract:Target detection and recognition of remote sensing images are both active topics in the field of remote sensing image processing and analysis. The core tasks of target detection and recognition of remote sensing images are to decide whether there are targets of interest in those images and succeedingly extract, classify and identify those targets when there exist any. This article focuses on various object-oriented remote sensing change detection methods, and analyses the feature of those methods. Finally on the basis of our survey on current methods in remote sensing image target detection and recognition, we point out existing problems and propose possible trends in this research area.
Key words:target recognition; remote sensing; satellites image; information extraction; change detection
1、引言
遥感变化检测的主要目标是研究地球资源和环境状况的动态变化，分析人类活动对地球环境的影响以及保障国家和社会安全服务。随着各种卫星遥感平台和航空遥感平台技术不断深入发展，各种遥感数据不断积累，各级空间数据库的建立，通过航空和航天遥感，我们不断观测和把握地球的变化，特别是地球表面从宏观到微观的变化，全面记录不同空间尺度和时间尺度的影像。如何从这些遥感影像中提取变化信息成为遥感影像变化检测研究的重要课题。
在国内外近几十年的研究中，总结出了许多基于遥感影像的变化检测方法，并广泛应用于土地覆盖变化研究、数据库更新、环境管理和防灾救灾等方面。随着我国卫星技术的不断发展，各种气象、资源、海洋和环境减灾等系列卫星的成功发射，我国正向航天强国迈进。近年来随着变化检测技术的不断完善和发展，各种变化检测技术软件平台的研发和综合利用各平台进行检测，使得传统检测技术效率低下和误差大等缺点得到了很大的改善，促进了变化检测的自动化进程，提高了检测效率和检测精度。
以世界范围看，随着遥感变化检测技术应用服务的扩展和效益的提高，遥感变化检测技术的应用发展大体可分军事应用、公益应用和商业应用三个层次。军事应用特点是采用高新技术、发展速度快；社会公益应用的特点是政府重视、投资有保证，能实现全国土覆盖；商业应用的特点是面向工农业生产，深入经济建设、社会发展和民众生活的广阔领域，因而有大量企业参与，向着工业化和产业化目标，有广阔的发展前景。
2、变化检测处理流程及常规方法
面向目标识别的变化检测核心和关键是提取变化信息，当前的变化检测方法都是为了有效地从多时相遥感数据中提取出目标的变化信息。依据遥感影像变化检测原理，其工作流程主要包括数据获取、预处理、变化检测和精度评估等步骤，可以用图1来表示。本文依据文献[1][2][3][4]，从算法角度出发，将当前变化检测方法分为基于代数运算、基于变换、基于分类和基于空间结构四类变化检测。在本文的组织中，考虑到与目标识别的高度相关性，我们将后两种方法放在第三章阐述。
2.1 基于影像代数运算的变化检测
该类方法的优点是简单、直接，主要包括：图像差分、图像比值、图像回归和植被指数索引等。这类方法的不足是难以确定变化的类别和不能对变化信息进行更加具体的描述。
2.1.1 图像差分法[5]
通过计算经过预处理的多时相影像对应像素的差值，产生目标图像与基准图像的差值图像，然后通过适当的阀值选取方法选取阀值，找出检测图像与基准图像差异较大部分，来表示发生变化的区域。此法最为常用和基础，适用于各种地理环境、图像类型和各种波段影像。其阀值的选取是实际应用中的难点，检测精度依赖于配准的精度，通常要求配准精度达到像素或亚像素级别。
2.1.2 图像比值法[5]
通过多时相图像“相除”，计算其比值，如果图像没有发生变化，则其对应像素的比值为1，由于实际环境受各种因素的影响，只要其比值在接近1的某个范围（通常是选取大于和小于1两个阀值，这是比值法的关键），我们则认为没有发生变化，如果比值在我们选取的阀值以外，则发生了变化。图像比值法通过计算变化前后两幅图像的比值图像来找出变化区域，对图像的预处理精度要不较高，在实际工作中，我们通常还要对除数加一个很小的不影响结果的常数（除数不能为0）。
2.1.3 图像回归法[6]
通过分析多时相影像之间的统计联系，来研究多时相影像之间的相关关系的数量表示，以此来检测多时相影像的变化信息。该方法是用一个线性函数来表示多时相影像像元值之间的关系，通过合适的数学模型（不同的应用目的，其回归模型是不同的）进行回归，然后通过计算回归值与原像元的差值，来获取多时相影像之间的残差图像。同样最后也是通过选取适当的阀值来确定变化区域。
2.1.4 植被指数索引法[7]
利用植被对红外波段和近红外波段之间不同的光谱效应（植被对红外的强吸收能力和近红外的强反射能力），通过研究两波段影像数据对应像素的比值（通常是灰度值或灰度值的几何运算之比），来检测植被的变化。最普遍的植被指数法有归一化差分植被索引法(NDVI)和比值植被指数法。利用植被指数法对不同时期植被覆盖状况的敏感性，来研究土地沙漠化和农作物、森林虫灾等。
从以上方法可以看出，基于代数运算的变化检测方法大多需要通过阈值来确定变化区域，稳健有效地门限选择方法是长期的研究热点，非实时需求下常采用交互方法确定门限。
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2.2 基于影像变换的变化检测
为了减小遥感影像数据之间的冗余信息，我们通常对遥感影像进行变换，以此来增强影像之间的变化信息，以便于识别变化信息。该方法主要包括主分量分析（PCA）、典型相关分析（Canonical）、缨帽变换（K-T）等。
2.2.1 主分量分析法(PCA)[8]
为使信息损失减小，同时减少计算量和影像数据处理的复杂程度，主分量分析法将所有的信息压缩到几个特征向量上，主要应用于多个时期的影像集，将多维特征变换到正交特征空间中进行分析。主分量主要从影像数据的协方差矩阵和相关矩阵的特征向量推导而来，定义一个新的正交坐标系统，由这些矩阵的特征向量来定义新坐标系统的坐标轴，利用向量乘积对影像的每个像素进行单独变换，得到新坐标系的坐标值。可将矩阵的特征向量看作新的波段，影像每一个像素的坐标值作为此波段上的亮度值，当感兴趣区域没有显著变化时，影像数据之间的相关性较大，而当感兴趣区域发生了较大的变化时，影像数据之间的相关性减小。
2.2.2 典型相关分析法[9]
典型相关分析法是将不同时相的两组多通道影像变换成一组新的多通道影像，以降低原始影像内部通道和不同影像之间的相关性的影响。可以利用该方法的线性不变性，以及对测量设备的增益和线性辐射畸变不敏感等特点，对成像条件有差异的多时相多通道遥感影像进行变化检测。在实际应用中，通过学习样本计算出变换系数，确定变化关系，减小数据冗余，降低多时相影像间的线性相关性。
2.2.3 缨帽变换[10]
缨帽变换是为了解决主分量分析法中不同影像的主分量难以相互比较的问题，是基于影像物理特征的固定变换，从而定义四个分量（土壤亮度指数、湿度指数、绿度指数和噪声）。缨帽变换的转换系数是固定的，独立于影像，不同时相的影像产生的亮度和绿度可以互相比较。随着植被的生长，绿度指数上信息量增加，土壤亮度指数上信息量减小，当植被进一步成熟或凋零时则相反。因此，可以对不同时相的影像进行缨帽变换，提取前三个分量进行比较，确定最能描述变化的分量，识别来地物的变化。
3、目标识别任务相关的变化检测技术
3.1 目标识别任务与变化检测技术的结合点
遥感图像目标检测与识别[11][12][13]一直是遥感图像处理和模式识别领域研究的热点课题，是建立在模式识别基础上的，其实质是依据目标的形状、面积、周长、长宽比、圆度等，把未知目标判别为一组已知目标集中某一类的过程，主要难题包括：复杂的背景、多种形式的干扰、不断增长的目标机动性和灵活性，主要涉及图像预处理、目标探测、图像分割、特征提取与选择、目标分类识别与目标跟踪等多级步骤。
目标识别处理一般包括特性分析与目标建模，特征提取与学习训练，识别性能评估与方法反馈等。目标识别建模是其中的关键部分，与识别的层次息息相关。从信息的组织形式上，可归纳为三种类型的方法：第一类模型是：目标模板表述模型，直接使用目标识别相关的典型目标数据建立模型，采用相似性度量的模板匹配进行识别。这是早期的方法，对一些简单的应用情况可能是合适的，但其对感知目标输入数据的变化和噪声敏感；第二类模型是：基于数据层的特征矢量表述模型，其使用单层结构的多特征属性组合建立模型，在特征矢量表述模型基础上可以建立形形的识别分类方法。这类方法是建立在数据层上的，为获取对分类更有效的特征集，需要组合特征数目少的特征集，通常需要采用合适的特征选择和提取方法。第三类模型是基于元特征的层次结构表述模型。通过对目标数据的分析，可以提取以基础单元的特征，还可以将相连的具有同样属性的特征聚合成特征集，即形成所谓的元特征。例如，图像中的具有相同特性的区域、线段等。这类元特征由多个基础单元构成，是一种更简洁的目标表述单元，由此建立的目标模型将可以表述更多的、更复杂的、不同层次的目标类别。这类方法为基于知识的识别方法提供了信息组织的基础。
依据前述，目标识别任务与变化检测技术存在互相渗透关系，在三个识别层次上均可以找到结合点：第一层次，从背景中发现目标，通常称为目标检测。结合多时相信息，针对热点地区的动态监视任务中，提取变化与非变化，剔除“伪变化”或不感兴趣变化的过程；第二层次，区分目标的类型，通常称为目标分类，进一步的任务有目标鉴别与目标识别。例如，通过多时相掩膜构造，可有效识别移动目标（尤其是时敏目标）的动态情况，随着遥感数据回访周期的缩短，采用多时相或超时相数据可进一步完成某些感兴趣目标的动态特征刻画与跟踪监视任务；第三层次，个体目标的确认通常称为目标确认。随着数据空间分辨率与光谱分辨率的提高，在低层次检测识别的基础上，完成特定目标要素组成变化的精细化分析，例如：军事上的毁伤效果评估任务等。
下面，仍以基础方法为重点，简述面向目标识别任务的变化检测技术。
3.2 面向目标识别的变化检测技术
3.2.1 基于影像分类的变化检测
利用影像分类对多时相遥感影像进行的变化检测主要包括分类后比较法、同时分类法和人工神经网络法。基于影像分类的方法可以提供变化目标的类别，减少外界干扰因素对变化检测的影响，但其对学习样本的精度要求较高，分类结果对其性能的影响较大。
(1)分类后比较法。[14]分类后比较法是对每个影像进行单独的分类（监督或非监督方法），然后根据相对应位置区域像素类别的差异来检测发生变化的区域。一般情况下为了降低配准误差的影响，通过人工区分模式和形状，利用计算机进行定量分析来进行变化检测。该方法可以确定变化的空间范围和变化信息的性质，但分类方法选择较难，检测精度对影像分类精度的依赖程度较高。
(2)多时相同时分类法。[15]在监督或非监督模式下，利用多个时相的组合影像数据的单个分析来提取变化区域。在监督分类中，由变化区域和不变区域的学习样本来导出统计量，以决定特征空间；在非监督分类中，通过聚类算法来分析影像分类的类别。直接的多时相影像分类法在检测港口和森林区域的变化中，容易得到比较好的结果，同时能够简单地标记变化类别和减少分类的时间。
(3)人工神经网络法。[1]作为非参数的监督方法，是利用人工神经网络的自组织、自适应性强的特点，通过学习不同时相的影像数据样本来估计影像数据的属性和训练网络，利用网络结点间的连接来储存信息和完成分类计算。人工神经网络法的关键是确定神经网络的结构层数（具体包括网络层数的确定、隐含层节点数的确定、初始权值的选择和学习速率的选择。）和选择合适的训练样本。
3.2.2 基于影像空间结构的变化检测
基于影像空间结构特征的分析法主要针对人造目标，根据不同影像中人造目标的空间结构信息的变化来实现变化信息的提取。该类方法对于高分辨率影像变化检测方面具有较大的优势，但如何提取特征与分析比较是这类算法的难点。
(1)基于线特征。在基于目标识别的变化检测中使用的线特征主要有两种：基于影像梯度信息的边缘特征和描述目标形状的轮廓特征。基于线特征目标识别的变化检测主要是通过影像的边缘信息来描述地物，然后通过边缘特征的变化感知目标的变化，此法需要稳健的边缘特征提取方法和线匹配方法，对于影像的预处理的精度要求不高，同时比较稳健，对于形状不规则的目标有较好的检测效果。由于此法是通过目标的边缘进行检测，因而对目标变化的细微信息难以准确地描述。
(2)基于空间纹理特征。影像的纹理是影像灰度统计信息、空间分布信息和结构信息的反映，同时也是对影像空间上下文信息的描述，根据描述纹理的方法不同，可以将该方法分为利用梯度描述纹理和利用灰度共生矩阵描述纹理两类。不同的物体有不同的纹理特征，因而它的变化必将引起其纹理发生变化，可以利用其空间纹理的变化来检测目标的变化。目标的变化使其空间纹理也发生了改变，进而通过空间纹理的比较来感知目标的变化，该方法需要选择合适的纹理描述方式，必须根据不同的目标纹理特征选择合适的描述纹理的方法。
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4、遥感发展新趋势带来的思考
近年来，变化检测的研究呈现三个特点：应用广泛、数据多元、方法综合。目标识别是对有限感知数据的解释过程，随着感知手段的丰富和能力的提高，随着应用需求的不断深化，正确的、精确的和快速的目标识别需求将日益突出，存在着巨大的发展空间和应用前景，同时也面临理论方法与应用实践的严峻挑战。对目标识别相关的变化检测要求是：自动化、实时化和在轨化。文献[4]指出：目前的变化检测技术，从方法上看主要停留在像元级的数据导引的方法，缺少知识导引的特征级变化检测方法，尚未充分利用新旧影像间的许多关联信息，更缺少自动的变化检测方法；空间数据和识别知识的挖掘方法，处于起步状态，变化检测中较少利用多光谱和高光谱信息。
遥感对地观测的不断发展，带来了更高的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率，观测平台的多样化使得综合观测、融合识别的趋势明显，即：大小卫星平台的综合、空天平台的综合、技术与应用的综合[12]。这将有效的提升数据的利用潜力和服务于识别任务的检测-鉴别-识别分析能力。
结合目标识别的应用特点，考虑到目前智能计算与自动处理的实际能力，在相关的变化检测研究中，应重点关注如下问题：
一是强调海量数据的快速筛选方法研究。感兴趣目标及其变化的快速筛选，逐步推向智能化、自动化、实时化，以解决实际应用需要，缓解人工处理压力；
二是重视数据挖掘带来的知识导引。异质数据的互补潜力，多时相数据、超时相数据中隐含的大量相关信息，远未得到系统的分析与总结；
三是引入适当的人机交互处理。智能化处理定位不准，导致许多研究找不到直接支持情报生产的契合点，只要人工交互设计得当，符合流程特点，可以简单快捷并充分发挥人的能动性；
四是多角度综合理论方法、领域技术及应用系统。形成集成的应用系统，综合利用先验信息、地理信息、专家专业专题信息等，在解决实际应用问题的同时，反过来进一步扩展目标识别与变化检测的理论研究内涵；
五是关注实际应用中可以采用的性能评价问题。面向具体应用，从影响性能因素的提取、性能参数的测试和性能参数认定等方面，综合提炼评价指标体系，并进一步获得应用和研究部门协调认可。
5、结语
针对面向目标的遥感变化检测技术良好的发展空间和应用前景，本文从变化检测的一般流程和常规方法入手，介绍了变化检测的常规方法――基于影像代数运算和基于变换的变化检测，并着重分析了面向目标识别任务相关的变化检测技术――基于影像分类和基于空间结构的变化检测，并对在与目标识别相关的变化检测研究重点关注问题进行了探讨。分析上述方法，我们得出以下结论：随着感知数据手段和能力的增加，随着应用需求的不断深化，正确的、精确的和快速的目标识别需求越来越多，面临着理论方法与应用实践的严峻挑战，需要解决图像自动配准、影像自动匹配、特征自动提取、目标自动解译、影像自动融合和数据自动清理和分类等关键性难题。作为补充，面向目标的变化检测应遵循以下几点原则：一是目标变化分离原则。从各种变化信息中提取目标的变化信息，排除系统噪声，自然变化规律以及非感兴趣变化等干扰。二是物候变化最大原则。选择目标变化最大的时间段，正确的光谱波段和合适的空间分辨率。三是过程误差最小化原则。由于是一个联动的分析过程，在几何配准、辐射校正等步骤中，应结合应用目的谨慎选择可行方法，尽可能避免信息失真。
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脉诊是中医重要的诊法之一,具有完整、系统的理论体系,长期以来,在中医理论体系及诊疗实践中占有非常重要的地位。中医一直把脉诊作为探测病因、病位、病性及预测疗效的根据之一,在临床诊病中发挥着十分重要的作用。几千年来,中医一直依靠手指触觉来体会患者动脉搏动时所提供的脉象信息,在判别脉象的属性方面仅停留在一些形象化的概念上。对某一脉象的认识,是以医生指下的体会结合该医生对脉象概念的领会来加以鉴别,缺乏客观指标作为判定脉象的标准,所谓“心中易了,指下难明”,因此,脉诊的客观化是一个亟待解决的问题。
1 概述
《素问·阴阳应象大论》中记载：“善诊者,察色按脉,先别阴阳。”脉象就像一面镜子,可以反映患者脏腑气血的盛衰和邪正消长的情况。历代医家经过长期的临床实践和总结,形成了多种用以表现生理、病理信息的脉象种类,有据可查的就达80余种,目前各种中医书籍上只讲述常用的27种或28种；而且,中医的每一种脉象均有其名称,通常至少有5年以上的经验才可能掌握这种诊脉的基本方法。长期以来,众多医家对诊脉的部位、取脉的方法以及病脉和常脉等做了深入论述,但对脉象客观化的研究一直没有重大进展和突破。
现代科学技术的进步为疾病脉象的客观研究提供了新的方法和手段。如果能在中医理论指导下,采用现代信息技术等对疾病的脉象信息进行提取,并将脉象信息与疾病的生物信息进行关联研究,从而形成开放的脉象理论系统,真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的,将为现代中医学理论体系提供新的理论思想和认知系统。
2 脉象信息获取的测量学分析
从测量学的角度来看,传统脉诊中普遍采用的“独取寸口诊法”是医者以自己的手指作为传感器,依靠指端的触觉、压觉、振动觉,对被诊者的脉速以及左、右掌后桡动脉寸、关、尺三部的脉动压力及其分布情况进行检测,并通过指法的变化来检测桡动脉管在受到各种干扰力的情况下的动态变化。由于诊脉以手指为工具、以经验作为判断依据,因此,医者用手指测得的脉象并非是各个被测量的一个精确的数值集合,而是医者在不同的指法下对被测者脉搏搏动时其皮下桡动脉管的各种运动形式的感觉和总体印象。手指脉诊中所采用的传感器性能是不统一、不标准、不恒定的,这个特点从根本上决定了手指脉诊带有主观性,是一种模糊的、不准确的测量。此外,由于被诊者的人体差异以及医者师承经验的不同,使得脉象的辨认和识别缺乏统一、精确的标准,但若从各种不同的疾病中去仔细分析和研究,一定能体会到脉象的复杂分类与不同类型的疾病之间有着密切的关系。
从信息提取的角度看,传统的中医脉诊是采用柔性感传器装置(医生的手指),通过阻尼系统(患者的表皮及皮下组织)对柔性管路(患者桡动脉)以及其中的脉动液体流(患者血流)进行复杂的动力学分析后,经医生比较、综合,最后得到的脉诊结论。事实上,脉诊是一套完整的有机信息提取、处理和分析过程,这也是目前中医脉诊客观化遇到障碍的根本原因之一。现有检测人体中医脉象信息的装置,或是信息量不足(常见的单点式脉象换能器的脉象仪),或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关(如光电容积脉搏波、阻抗容积脉搏波),或是信息的提取有别于传统方法(如现有的刚性多点阵脉象检测装置)[1]。
笔者认为,要实现脉诊的客观化,首先要求我们必须根据中医药基础理论对脉象进行本质研究,然后采用现代生理学的方法来阐明脉象的形成机制,进而用各种相关的物理指标来量化地描述脉象的特征、分析脉象的信息结构,并在此基础上建立脉象的数理模型,最后采用相关的物理传感器来实现脉象信息的检测。总之,针对中医脉诊客观化的研究,应在符合传统中医脉诊方法学的基础上,提取更多、更直观的信息,通过更完善的信息分析与处理,在与中医脉诊实践的相互印证中,逐步实现中医脉诊的客观化。
3 国内外相关研究现状分析
关于脉象的客观化研究现状,一些学者从不同侧面进行了分析与总结。谭氏等[2]认为,自20世纪50年代以来,结合现代科学技术的最新进展,对脉诊学的理论、诊脉方法、临床诊断和实验研究等方面均开展了大量工作,取得了较大的进展。对人体脉搏系统的信息检测和建立人体心血管系统的动力学模型,一直是生物力学和生物医学界所关注的重要问题之一。现代医学研究表明,心脏有节奏地间歇性射血引起主动脉内的压力和流量脉动,由心脏沿动脉向外周血管传播,其传播的波形随心血管系统性能的变化会发生敏感和显著的变化。国内学者根据中医脉诊的原理,研制了种类繁多、性能各异、工作原理不同的脉象传感器[3-7]。利用这些传感器基本上可检测出中医诊脉的各种脉象。另外,在理论方面也作了较深入的研究,对脉搏波的特征信息提出了各种不同的分析方法,取得了一定的进展[8-11]。有学者认为,脉象研究要突破上述经验性表象描述的局限、真正与现代数理科学相结合,就必须从心脏运动和动脉管道运动的生物力学特征入手,建立脉象的生理、数理模型[12-13]。
另外,生理学研究表明,脉象主要综合了心脏和血管的舒缩运动、血管管道的弹性振动以及在手指压力的干扰下血流和血管运动的变化所产生的多种信息,是这3种主要运动在寸口处使医者的手指产生的连续时间的空间立体感觉[14]。据此,从20世纪80年代开始,学者们对脉象的信息构成进行了研究。李氏[15]概括了脉象的信息特征,认为切脉时浮取、沉取所感受的脉管运动形式是不同的,浮取时感知的主要是桡动脉管壁的位移,而沉取时感知的是压力脉搏波；并在此基础上对中医27种脉象各种指感的物理因素作了分析,对脉象的函数表达和曲线族进行了研究,得出了各种脉象与相应的物理变量之间的函数关系,综合地反映了脉象在时间、空间上的分布形态。对脉象的一系列生理、物理研究以及实践都表明,上述各物理量的集合能够较为全面地表征指感脉象的特点。然而,这种表征方式存在着局限性,采用这些物理量只能建立脉象的经验性表象描述,并不能从生理机制上刻画脉象的内在本质。当然,也有学者开始思考利用相对成熟的检测方法进行脉象研究,该研究参阅相关资料,从理论上对脉诊与心电图qrs波的相关性进行论证,结合临床对实际操作进行可行性分析,得出了“心电图qrs波与脉象的联系有密切相关”的结论,认为参考心电图的变化,尤其是qrs波的变化,结合临床辨证施治,有助于脉诊学的研究与发展[16]。
但是,脉象客观化研究举步维艰,不仅仅表现在脉象信息获取技术的局限性上(现有检测人体中医脉象信息的装置,或是信息量不足,或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关,或是信息的提取有别于传统方法)。由古代中医从全方位对整体脉象的动态描述可以看出,脉象描述参数是多元的,是从整体着眼的,它不仅包含空间函数,还包含着时间函数,是一个综合了时间和空间的多维概念。另外,古人对脉象的论述是与病证结合起来,是熔医、理、脉、法于一炉的。因此,这些研究还是简化的、局部的,在反映系统整体性和规律性方面与实际应用还有较大差距。主要表现为：①对脉象特性缺乏统一的认识,对脉象的表述没有一致的方法。②脉图特征及其分析方法研究多为单一的时域分析方法。由于脉象形成极为复杂,它与血管结构和特性、管外肌肉和皮肤组织、血液特性等多种因素有关,反映的是一个综合的结果，若用单一的时域分析方法来处理采集到的非线性、非平稳的脉搏波信号有一定的局限性。因此,寻找新的脉搏信号提取方法来研究脉象是非常必要的。③关于脉象、脉图形成机制研究,目前多限于血液流变学、微循环障碍、血流动力学、心功能4个方面,但能够反映心血管状态的病理指标(如冠状动脉狭窄程度、心脏和颈动脉超声、炎症指标、血脂异常等)和脉象、脉图参数的相关性研究报道较少。脉象和心血管状态的关系有待进一步探索。④目前脉象客观研究还尚未从脉象基本要素的角度进行量化研究,也就是说,还没有学者去探索有哪些生物信息指标或脉搏参数对判断患者的脉位、脉力、脉长、脉宽、脉流利度、脉紧张度等基本要素可以起到量化作用。
4 方法探析
笔者认为,开展中医脉象客观化研究必须具备以下2个基本前提。第一,坚持以中医药学基本理论为指导。确立以中医学基本理论为指导并贯穿研究过程始终的研究思想,是中医脉象理论现代研究不走弯路并能正确开展的前提和保证。只有坚持以中医药学基本理论为指导,才能使脉象理论现代研究的最终成果既能实现现代语言的科学表述,又能在确定自我主体价值的前提下进行传统与现代的渗透与融合,从而形成脉象理论的开放系统,真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。第二,合理界定脉象理论体系和具体脉象的描述体系。中医脉象理论是历代医家在长期医疗实践过程中,对脉象特征及脉证关系了解与认识的不断深化,进而加以概括和总结,逐步形成的,是由经验上升为理论的科学模式形成过程。要想验证经验科学所形成结论的正确性,必须回到经验科学的原始材料中去,对其进行系统梳理和整合,理出中医脉学的理论思想体系,确立具体脉象合理的特征标识,正本清源。
目前,国内外脉象客观化的研究往往是个案式的考察,没有对古代文献的脉象描述进行全面的大规模研究。本研究拟以“中医药文献保障系统”为基础[17],对实验脉象进行穷尽式全面排查,编历出古代文献中与其相关的词语与概念,建立脉象描述体系(脉象特征)。该研究可以基本理清中医脉象构成各要素及其关联关系的基本轮廓。
5 相关探索
利用自然语言处理(nlp)技术与方法,开发研究关键技术,针对中医药传统脉证知识,构建古代脉象数理模型,将该数理模型运用到现代生物医学及现代中医药文献中,并结合多知识源融合的脉象数理模型分析器,挖掘现代生物学、生化学相关关联指标,进而构建现代脉象数理模型,实现脉象的现代数理量化描述,从而形成脉象理论的开放系统,真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。
本课题组现已进行了大量的基础性研究工作,具体包括以下几点：①开展针对专业文献文本理解的数据基础研究。研制开发中医药文献自动分词和词性标注系统,开展行文架构研究,研制中医药语义词典,为基于大规模真实语料的中医药各项研究奠定了数据基础[17-18]。②研制开发非相关文献知识发现辅助系统,并利用专业语义词典提供的多种词法及句法结构,进行词性、语义类以及共词排除等多种控制,这在国际上尚未见到相关报道,是对非相关文献知识发现理论本身的一种创新与发展[19]。③将非相关文献知识发现应用到中医药脉象客观量化研究领域,为中医药研究提供新的理论、方法,注入新的活力。
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关键词：我国工业旅游；研究综述；展望
一、引言
国际上工业旅游的产生首先是从工业遗产旅游开始的，这是一个与工业考古学密切相关而不为国内所注意的新领域。中国工业旅游的起步较晚，只有数年时间，是由国外的工业旅游直接引进。1998年以来，我国工业旅游发展迅速，一些城市相继开发出具有一定影响力的工业旅游产品，并逐渐形成以上海宝钢、海尔工业园、三峡工程等为代表的一批优秀工业旅游项目。2001年底，国家启动工业旅游项目，工业旅游项目正式纳入到国民所接受的旅游方式之一，至今已有3批工业旅游示范点获批。
二、我国工业旅游研究综述
所查阅的相关文献中，一般包括理论研究与个案研究两种形式，较多文献集中于个案研究，主要是针对某个区域或企业进行工业旅游方面的研究，其中包括产品开发、工业旅游规划、工业旅游发展状况等，同时也存在少量与其他学科交叉研究的文献。根据文献的研究内容的不同，国内学者研究的工业旅游文献主要的方向涉及到7个方面。
（一）我国工业旅游发展战略、现状研究
工业旅游作为旅游行业的一个新生事物，其前身源于企业间的参观学习，正是基于这个原因，决定了工业旅游在我国的运作范畴主要是集中在一些具有一定知名度或是在本行业中处于领先地位的企业中展开。WWW.lw881.com在旅游学术界，对于工业旅游发展战略、现状研究的文献很多，分布在我国工业旅游发展模式研究、发展前景研究、发展现状、区域工业旅游发展研究等方面。
1999年，《发展中国工业旅游的思考》（姚宏）提出中国工业旅游的发展模式主要有都市综合型工业旅游和特色工业城市的工业旅游两种模式，并指出21世纪工业旅游市场将成为旅游环境容量分流及挖掘旅游资源内涵措施的重要一面。《中国工业旅游发展评析：从西方的视角看中国》（李蕾蕾，2003）从西方的视角，对世纪之交以来中国工业旅游发展的状况进行谨慎评析，探讨中国工业旅游发展独特的政经背景，以及从政务接待到商务接待的历史过程及其对工业旅游的影响。同时，还提出中西不同的工业旅游开发模式对双方均有启迪，工业旅游开展依赖于一定的地域环境。黄芳2004年在《我国工业旅游发展探析》一文中从全新视角对工业旅游进行研究，其从开发利用城市品牌资源出发，研究工业旅游在现实运作中存在的问题与面临的障碍，并对工业旅游资源的合理开发以及工业旅游业的全面发展进行了探讨。对于工业旅游示范点的获批，有的学者也进行了相关的研究，吴杨和沈玉芳（2007）的《基于区域视角的中国工业旅游发展的思考》，以全国工业旅游示范点为样本，对工业旅游点的区域分布特征及空间密度差异、工业旅游点所属行业的区域分布特征与空间密度差异进行初步分析，并探索这些特征与各区域工业发展特征的相关性，在此基础上，其从制定区域工业旅游发展规划、选择工业旅游空间开发模式、构筑“无边界”的区域工业旅游合作方式等方面对各级区域范围的工业旅游发展进行了探讨。
对我国工业旅游发展战略、现状的研究，不仅依赖于国外工业旅游发展状况和我国的市场状况背景，而且还针对工业旅游的标志性事件的发生以及所依托的地域环境特点进行全新研究。
（二）我国工业旅游开发规划研究
工业旅游具有知识性强、依托性强、观赏性强、重游率低等特点，这就决定了工业旅游观光成为了主打产品，同时面对重游率低的现状，不得不考虑开发什么样的旅游产品、如何延长游客的停留时间等。作为旅游业的一个新领域，客源市场和供给市场的双向需求，为工业旅游的发展提供了广阔的空间，同时学术界面对市场需求的多样化趋势、对旅游资源的突破认识、对于工业旅游开发规划的研究也呈现出多角度趋势。曲薇薇和黄安民于2003年在《工业旅游时空开发层次分析》一文中，针对工业旅游发展的现状和局限，提出了工业旅游发展在时间上的3个层次，并结合不同的工业企业的特点给出了不同的旅游开发建议。王宝恒（2004）的《工业旅游的开发条件及风险提示》对工业旅游的开发条件进行全面、深入地分析是保证工业旅游成功开发的前提和基础，同时还指出工业旅游开发的成功离不开对项目风险的认知与评估，其从主体条件、客体条件、媒介条件3个方面对工业旅游的开发条件作了较全面的探讨，进而分析了在当前市场条件下，因工业旅游自身局限性可能产生的开发风险。毕燕等（2005）的《工业企业旅游开发研究》，从工业企业的视点出发，运用层次分析法，以广西为实际案例，对工业旅游开发条件进行综合评价，并对工业旅游开发提出了诸如开拓创新思路、加强工业旅游配套设施与服务的建设、加强gis技术在工业旅游开发中的应用等建议。
工业旅游开发规划研究涉及多角度、多方面，不仅对各类实际案例进行开发研究，而且还对工业旅游价值的开发、时空层序开发、项目策划等进行了研究，不仅为我国工业旅游开发提供了理论依据，而且还在一定程度上为开展工业旅游的企业提供了实际解决措施。
（三）我国工业旅游个案介绍
在所查阅的文献之中，相当一部分文献是对开展工业旅游项目的企业进行的描述性文章，包括开展的旅游产品的描述、开展工业旅游的企业描述。虽然这部分文章在学术意义上并不具备利用价值，但是经过对工业旅游项目的描述，不仅可以了解现阶段工业旅游的发展状况，还能了解到企业所开展的工业旅游项目类型，为其他企业开展工业旅游提供产品借鉴。
（四）工业旅游产品研究
目前，对于工业旅游产品的定义，多数学者均认为工业旅游产品指的是以工业旅游资源为主要吸引物的旅游产品，虽然关于工业旅游产品的研究并不多。在所查阅的文献中，共有5篇文献研究了工业旅游产品，主要包括工业旅游产品的个性特征、开发现状、营销策略等（见表1），研究文献少则限制了关于工业旅游产品研究上的创新少，研究角度贫乏。
（五）国外工业旅游研究
工业旅游起源于国外工业发达的国家，而工业旅游的出现、发展同人类社会工业化进程息息相关。刘会远和李蕾蕾对德国的工业旅游进行了全面的考察，发表了《德国工业旅游面面观》系列的多篇文献，都是介绍德国各式各类的工业旅游产品。李蕾蕾（2002）在《逆工业化与工业遗产旅游开发：德国鲁尔区的实践过程与开发模式》中，从旅游的角度介入德国鲁尔工业区的研究，介绍了工业遗产旅游的新观念。李跃军与吴相利在2003年发表的《英国工业旅游景点开发管理案例研究》一文中，以约翰·斯沃布鲁克所著《景点开发与管理》一书中所附英国伯明翰的卡德布里世界等5个工业旅游景点同期的开发与管理方面资料为素材样本，进行了包括景点开发目标、提供的产品、市场指向、价格政策、营销经营等方面内容的综合归纳比较分析，找出了其开发与管理中的一些可资借鉴的经验启示。
（六）工业旅游相关综述研究
对于工业旅游相关的综述包括《国内外工业遗产旅游研究述评》、《国外工业旅游及其研究进展》、《我国工业旅游研究的回顾与思考》等，它们对工业旅游的不同方面进行了综述，对了解工业旅游的发展历程有较大的作用和意义。
（七）其他
在所查阅的文献中，有部分文章除了从上述类别之外的角度对工业旅游进行了研究，诸如理论基础、特征研究、广告效应探讨、工业旅游地域空间结构特、工业旅游对名牌企业经营管理的影响、工业旅游感知分析、定位研究等等，这些文章从不同角度丰富了关于工业旅游的研究，也开拓了研究视野。
三、结论与展望
目前，同工业旅游的蓬勃发展势头相比，我国工业旅游研究则明显滞后，研究成果少，有学术价值的文章更是鲜有，且多为介绍工业旅游开展情况的表层研究，缺少理论层面的分析、归纳和总结。究其原因，主要与工业旅游所处发展阶段有关。目前我国工业旅游尚处于发展阶段，存在诸多问题，如市场还未形成；开展工业旅游的企业很少经验交流；工业旅游研究所需的相关数据、资料缺乏等。工业旅游活动自身的薄弱在一定程度上增加了工业旅游研究的难度，限制了工业旅游研究的深度，并直接影响到研究成果的适用性与针对性。
首先，从检索到的文献来看，研究的内容较为单一，个案研究较多，缺乏有深度的理论研究；其次，定性研究相对较多，对一些问题的探讨停留在描述性分析上，而定量研究较少，缺少用数学统计等学科的方法运用到工业旅游研究中；再次，对于工业旅游的研究大多停留在工业观光旅游上，缺乏对工业遗产旅游的深入研究，因为工业旅游是由工业遗产旅游发展而来，同时工业遗产旅游问题牵涉到众多社会问题。
随着国家政策对工业旅游的扶持与管理力度的加强，加上旅游市场的多元化发展与旅游需求的多样化产生，有深度的工业旅游研究会层出不穷，弥补研究空白点，比如工业旅游的项目管理、工业旅游的游客经历、受益、管理研究等等，结合不同学科进行跨学科研究，使得工业旅游的研究不断丰富和深化。
参考文献：
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关键词:目标识别;SVM;SIFT;金字塔匹配核
中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10534-04
Enemy Target Recognition Based on Multi-Feature Fusion
MA Xiang1, PENG Jin-ye2
(1.PianZhuan Group Information Center, XianYang 712000, China; 2.Northwestern Polytechnical University, Faculty of Electronics, Xi'an 710072, China)
Abstract: This paper presents a multi-feature fusion method to solve the enemy target recognition problem. In this method we use HSV color histogram, Color Moment, gabor wavelet and SIFT. By using multi-feature fusion and pyramid kernel and testing on Caltech 101 database, the method provide better results than other methods.
Key words: target recognition; SVM; SIFT; pyramid kernel
1 概述
从海湾战争、科索沃战争到伊拉克战争已经表明,现代战争是高科技战争,防空、防海、防陆战争中,敌我目标的识别是战争成功与否的关键。在对战情的分析中,首先要对所发现的目标进行分析,以便分清"敌方目标","不明目标"和"我方目标",在此基础上才能有效的提高我军高科技战斗力.
针对我军战时获取的图像,通过图像分割,将图像分割成不同的区域.针对各个区域提取目标的特征,通过模式分类方法确定各个区域的类型。在此基础上,形成图像的语义。这将是战时判断敌我目标的一个有效方法。
本文提出了一种基于HSV颜色直方图、一二三阶颜色矩、Gabor小波和SIFT特征描述子的多特征融合方法,以解决敌方目标识别问题.为了验证本文提出的方法,我们主要在国际著名的Caltech 101数据库图像数据库上进行效果测试。
本文其余章节组织如下:第二部分综述采用的方法;第三部分给出了SVM分类所需的图像特征:RGB颜色直方图和颜色矩、Gabor小波、SIFT特征,同时给出了SIFT的金字塔核方法。第四部分在的Caltech 101数据库图像数据库进行实验,并给出了实验结果。
2 方法综述
本文的目地是为了实现一个简单而实用的敌对目标识别方法.因此,使用HSV颜色直方图、一、二、三阶颜色矩、Gabor小波和SIFT组成SVM特征空间以实现分类,通过多特征融合的方法实现了敌对目标识别.敌对目标识别方法流程如下:
2.1 图像特征的获取
对每个训练图像集合中的每一个图像,首先生成HSI颜色直方图、一、二、三阶颜色矩和Gabor小波构造第一个SVM特征子空间。然后针对SIFT构造第二个SVM特征子空间。针对这两个SVM特征子空间,分别使用LibSVM进行训练,获取SVM模型信息,使用训练好的SVM模型,多核多特征融合方式分类识别。图1是获取特征空间的过程,图2是针对特征空间,多特征多核识别。
2.2 负载均衡考虑
在图像推介过程中,需要针对训练图像和待分类图像获取RGB颜色直方图、一、二、三阶颜色矩和Gabor小波、SIFT特征,然后进行SVM训练.在推介过程中,需要模糊化0上下文信息,使用上下文敏感SVM和CF协同工作方式进行推介.因此推介系统需要极高的运算性能和运算内存,在实际处理中通常采取分布使处理,以实现负载均衡。本文采取多个服务器分担两个SVM训练、多核判断处理、协同推介。这些服务器之间通过TCP自定义协议方式进行通讯。分布式处理的过程如图3所示。
3 图像特征获取
利用图像的HSV颜色直方图、颜色矩、Gabor小波和SIFT特征进行目标分类,以此为基础训练三个SVM分类器,形成多判别分类器进行目标识别。
3.1 HSV颜色直方图和颜色矩
提取图像的HSV颜色直方图和图像的颜色矩。HSI颜色空间是直方图最常用的颜色空间,它的三个分量分别代表色彩(Hue)、饱和度(Saturation)和强度(Intensity). HSI模型是Munseu提出的, 这个模型的建立基于两个重要的事实: ① I分量与图像的彩色信息无关;② H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联的。这些特点使得HSI模型非常适合借助人的视觉系统来感知彩色特性。公式1为HIS与RGB转换公式。
颜色矩是一种简单而有效的颜色特征,是由Stricker和Oreng提出的,这种方法的数学基础是图像中的任何的颜色分布均可以用它的矩来表示。此外,由于颜色分布信息主要集中在低阶矩中,因此,仅采用颜色的一阶矩(mean)、二阶矩(Variance)和三阶矩(Skewness)就可以表达图像的颜色分布。公式2为一、二、三阶颜色矩计算公式。图4原始图像,图5HSI颜色直方图(16 bin),图6颜色矩。
公式1HSI与RGB转换公式 公式2一、二、三阶颜色矩计算公式
图4原始图像 图5HSI颜色直方图(16 bin) 图6颜色矩
3.2 Gabor小波
图像I(Z)=I(x,y)表示图像的灰度分布,则图像I和Gabor小波gμ,ν的卷积为:
(3)
符号表示卷积。二维Gabor小波的核函数gμ,ν[11]定义为:
(4)
(5)
其中ωμ,kν分别定义了波向量的方向和尺度,z=(x,y), 定义了向量范式.在本文中取尺度为4,方向为6。
3.3 SIFT特征和同维方法
SIFT是由Lowe提出的图像局部特征描述子,在物体识别方面有很好的应用,SIFT算法具有如下特点:
1) SIFT对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性。
2) 独特性好,信息量丰富,适用于在海量特征数据库中进行快速、准确的匹配。
3) 多量性,即使少数的几个物体也可以产生大量SIFT特征向量。
4) 高速性,经优化的SIFT匹配算法甚至可以达到实时的要求。
5) 可扩展性,可以很方便的与其他形式的特征向量进行联合。
SIFT实质是一个基于极值点位置和图像方向直方图统计的特征描述子。其实现步骤分为三步:1、极值点位置获取;2、关键点方向分配;3、特征点描述子生成。
3.3.1 极值点获取步骤
首先对原图形进行高斯卷积生成尺度空间,获取空间极值点坐标,最后通过曲率精确定位极值点。
①使用不同尺度的高斯核,生成图像金子塔。L(x,y,σ)=G(x,y,σ)?茚I(x,y)这里(x,y)是空间坐标, σ是尺度坐标,σ决定图像被平滑程度。其中G(x,y,σ)是尺度可变高斯函数:G(x,y,σ)=e-(x2+y2)/2σ2。
②满足在图像二维平面空间和DOG[19](Difference of Gauss)尺度空间中同时具有局部极值的点作为SIFT关键点。DOG算子定义为两个不同尺度的高斯核的差分。D(x,y,σ)=(G(x,y,kσ)-G(x,y,σ))?茚I(x,y)-=L(x,y,kσ)-L(x,y,σ)。
为了寻找尺度空间的极值点,每一个采样点要和它所有的相邻点比较,看其是否比它的图像域和尺度域的相邻点大或者小。一般采样点要和它处于同一尺度的8个相邻点和上下相邻尺度对应的9×2个点共26个点比较,以确保在尺度空间和二维图像空间都检测到极值点。
③上面通过拟和三维二次函数确定了关键点的位置和尺度(达到亚像素精度)。然而因为DOG算子会产生较强的边缘响应,所以SIFT 算法需要舍弃低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点以增强匹配稳定性和提高抗噪声能力。舍弃关键点的依据是:一个定义不好的DOG的极值在横跨边缘的地方有较大的主曲率,而在垂直边缘的方向有较小的主曲率.主曲率通过一个2x2 的Hessian矩阵H求出:H=,DOG的主曲率和H的特征值成正比,令α为最大特征值,β为最小的特征值,则Tr(H)=Dxx+Dyy=α+β,Det(H)=DxxDyy-(Dxy)2。令α=λβ,则===,的值在两个特征值相等的时候最小,随着r的增大而增大,因此,为了检测主曲率是否在某域值r下,只需检测
3.3.2 关键点方向分配
首先针对图像I(x,y),利用关键点邻域像素进行梯度方向计算Ix和Ty。则(x,y)点的模值定义为:M(x,y)=,其方向定义为:θ(x,y)=tan-1(Iy(x,y)/Ix(x,y))。其中L所用的尺度为每个关键点各自所在的尺度。
针对图像I(x,y)中的所有点(x,y),获取γ邻域,并统计γ邻域的梯度直方图。梯度直方图的范围是0～360度,将其分割为β个柱。直方图的峰值则代表了该关键点处邻域梯度的主方向,即作为该关键点的方向。梯度方向直方图中,当存在另一个相当于主峰值80%能量的峰值时,则将这个方向认为是该关键点的辅方向。一个关键点可能会被指定具有多个方向(一个主方向,一个以上辅方向),这可以增强匹配的鲁棒性。 一般取γ=16, β=8。通过以上几步, 可检测出图像的SIFT关键点,每个关键点有三个信息:位置、所处尺度和方向,由此可以确定一个SIFT特征区域。
3.3.3 特征点描述子生成
SIFT描述子是对一个SIFT特征区域的描述,其生成步骤如下:
① 首先将坐标轴旋转为SIFT特征区域的方向,以确保旋转不变性。
② 接下来以关键点为中心取8×8的窗口。图7左部分的中央黑点为当前关键点的位置,每个小格代表关键点邻域所在尺度空间的一个像素,箭头方向代表该像素的梯度方向,箭头长度代表梯度模值,图中蓝色的圈代表高斯加权的范围(越靠近关键点的像素梯度方向信息贡献越大)。然后在每4×4的小块上计算8个方向的梯度方向直方图,绘制每个梯度方向的累加值,即可形成一个种子点,如图7右部分所示。此图中一个关键点由2×2共4个种子点组成,每个种子点有8个方向向量信息。这种邻域方向性信息联合的思想增强了算法抗噪声的能力,同时对于含有定位误差的特征匹配也提供了较好的容错性。
实际计算过程中,为了增强匹配的稳健性,Lowe建议对每个关键点使用4×4共16个种子点来描述,这样对于一个关键点就可以产生128个数据,即最终形成128维的SIFT特征向量。此时SIFT特征向量已经去除了尺度变化、旋转等几何变形因素的影响,再继续将特征向量的长度归一化,则可以进一步去除光照变化的影响。
3.3.4 SIFT的金字塔方法
原始图形 SIFT图像5913个特征点原图像SIFT图像252个特征点
图8
SIFT形成的特征描述子特征点个数不同、无序、而且位置互异。而SVM分类器需要向量同维,因此无法直接使用SVM针对SIFT特征进行分类。
针对该问题,国外进行了很多研究。2007年Kristen提出的金字塔核匹配方法,运算简单而且准确度较高,因此本文采取该方法解决SIFT分类问题。
该方法将特征子数据投影到不同的尺度空间,求同一尺度空间的重叠值。然后再求相邻尺度空间重叠值的交叉值。其采用的核函数如下:K=wiNi。其核函数具体计算方法如图9。
4 实验结果
本文采用Caltech 101数据库作为实验对象,该数据库一共用101种类数据以供识别。本文采用Libsvm作为分类器,其中训练测试样本共3600张图片。图片类型共36种,每种100张。本文采取训练样本和测试样本各占50%进行测试,部分Caltech101数据库图片如图10。
图10 Calth101数据库部分图像
部分测试结果如表1:
表1 识别率(%)
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