描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787561857656
内容简介
《非线性信息处理技术》系统地反映了有关基于混沌及分形理论的非线性信息处理技术。《非线性信息处理技术》在吸收国外著名大学同类课程先进教学体系的基础上，结合作者多年的研究生及本科生高年级课程教学与实践体会，以非线性系统观测数据处理方法为主线，构建了内容新颖且理论联系实际的非线性信息处理技术教材体系。
《非线性信息处理技术》共分9章，前4章主要介绍了传统的混沌及分形时间序列分析方法，第5章介绍了相空间吸引子形态特征提取方法，第6章从多尺度角度介绍了非线性系统微观及宏观结构特征提取方法，第7章介绍了复杂性测度分析方法，第8章介绍了非线性时间序列复杂网络分析方法，第9章介绍了混沌吸引子不稳定周期轨道探寻方法。
《非线性信息处理技术》为研究生及本科高年级学生进入非线性信息处理技术领域、了解相关前沿知识提供帮助，书中各章配有大量的应用实例，以启发学生在各自不同研究领域中找到切入点。《非线性信息处理技术》对从事非线性科学研究的工作者也有一定的参考价值。
《非线性信息处理技术》共分9章，前4章主要介绍了传统的混沌及分形时间序列分析方法，第5章介绍了相空间吸引子形态特征提取方法，第6章从多尺度角度介绍了非线性系统微观及宏观结构特征提取方法，第7章介绍了复杂性测度分析方法，第8章介绍了非线性时间序列复杂网络分析方法，第9章介绍了混沌吸引子不稳定周期轨道探寻方法。
《非线性信息处理技术》为研究生及本科高年级学生进入非线性信息处理技术领域、了解相关前沿知识提供帮助，书中各章配有大量的应用实例，以启发学生在各自不同研究领域中找到切入点。《非线性信息处理技术》对从事非线性科学研究的工作者也有一定的参考价值。
目 录
第1章 混沌与分形简介
1．1 混沌发展简史
1．2 几种典型的混沌系统
1．2．1 洛伦兹混沌系统
1．2．2 Rossler混沌系统
1．2．3 Logistic映射
1．2．4 Henon映射
1．3 定性观测混沌方法
1．3．1 功率谱法
1．3．2 往返图
1．3．3 递归图
1．3．4 混沌吸引子
1．3．5 庞加莱截面
1．3．6 李雅普诺夫指数法
1．4 通向混沌的主要途径
1．4．1 倍周期分岔道路
1．4．2 阵发性混沌道路
1．4．3 Ruelle-Takens道路
1．4．4 哈密顿系统的KAM环面通向混沌的道路
1．5 分形现象
1．5．1 分形的定义
1．5．2 规则分形
1．5．3 无规分形
1．6 分形维数
1．7 无规分形生长模型
1．7．1 扩散置限凝聚模型
1．7．2 弹射凝聚模型
1．7．3 反应控制凝聚模型
1．7．4 其他模型
1．8 思考题
第1章参考文献
1．1 混沌发展简史
1．2 几种典型的混沌系统
1．2．1 洛伦兹混沌系统
1．2．2 Rossler混沌系统
1．2．3 Logistic映射
1．2．4 Henon映射
1．3 定性观测混沌方法
1．3．1 功率谱法
1．3．2 往返图
1．3．3 递归图
1．3．4 混沌吸引子
1．3．5 庞加莱截面
1．3．6 李雅普诺夫指数法
1．4 通向混沌的主要途径
1．4．1 倍周期分岔道路
1．4．2 阵发性混沌道路
1．4．3 Ruelle-Takens道路
1．4．4 哈密顿系统的KAM环面通向混沌的道路
1．5 分形现象
1．5．1 分形的定义
1．5．2 规则分形
1．5．3 无规分形
1．6 分形维数
1．7 无规分形生长模型
1．7．1 扩散置限凝聚模型
1．7．2 弹射凝聚模型
1．7．3 反应控制凝聚模型
1．7．4 其他模型
1．8 思考题
第1章参考文献
第2章 分形时间序列分析
2．1 分形布朗运动（fBm）
2．2 分形时间序列分析方法
2．2．1 域重新标度极差分析方法（R/S法）
2．2．2 消除趋势波动法（DFA法）
2．2．3 半方差方法（SV法）
2．2．4 功率谱密度分析法（PSD法）
2．2．5 离散分析方法（DISP法）
2．2．6 变尺度加窗方差法（SWV法）
2．3 分形标度算法评价
2．3．1 无噪声分形标度算法评价
2．3．2 有噪声分形标度算法评价
2．4 幅值与符号相关性
2．5 多重分形奇异谱
2．6 多重分形消除趋势波动分析法（MF-DFA法）
2．7 小波变换模极大值（WTMM）法多重分形分析
2．8 应用举例（I）——多相流分形动力学
2．8．1 气液两相流分形标度指示特性
2．8．2 气液及油水两相流多重分形特性
2．8．3 油气水三相流流型幅值与符号相关特性
2．9 应用举例（Ⅱ）——人体心跳分形动力学
2．10 思考题
第2章参考文献
第3章 相空间重构
3．1 嵌入相空间
3．1．1 相空间重构思想
3．1．2 嵌入概念
3．1．3 嵌入定理
3．2 延迟时间算法
3．2．1 自相关法（I）
3．2．2 自相关法（Ⅱ）
3．2．3 互信息法
3．2．4 C-C算法
3．3 延迟时间算法评价
3．3．1 无噪声延迟时间算法评价
3．3．2 有噪声延迟时间算法评价
3．4 嵌入维数算法
……
第4章 递归图及递归定量分析
第5章 混沌吸引子形态特征分析
第6章 多尺度非线性分析
第7章 复杂性测度分析
第8章 复杂网络建模方法
第9章 不稳定周期轨道（UPO）探寻与应用
前 言
非线性现象广泛地存在于物理学、化学、生命科学、地球科学等领域，随着科学技术日新月异的发展，对非线性系统的研究也越来越深入。其中，非线性系统正演分析方法已有众多中英文书籍与资料可供参考和借鉴，而关于非线性观测数据反演分析方法的书籍与资料却相对较少，从中寻找一本内容新颖且理论联系实际的研究生教材尤为困难。迄今，如何从实验观测数据角度对非线性系统进行数学定量描述，并提取系统有用信息仍是具有挑战性的前沿课题。
多年前，作者面向天津大学电气与自动化工程学院研究生开设了“非线性信息处理技术”课程，本书是此课程教学讲义的汇编。本书着力从实验观测数据角度讨论非线性系统的重要特征，如自相似性、长程相关性、复杂性、递归性、不确定性、非稳定性、非均衡性、非对称性、涌现性、聚集性等，以期学生对正在发展的非线性信息处理技术有所了解，并为之今后研究非线性科学打下基础。
本书力求主线清晰，循序渐进，内容涉及非线性系统实验观测数据的单尺度分析方法、多尺度分析方法、复杂网络分析方法、吸引子不稳定周期轨道探寻方法。本书的编写思路：首先，描述各种非线性分析方法的数学原理；其次，通过经典非线性系统仿真分析验证算法的可行性；后.通过大量应用实例加深对非线性分析方法的认识与体会。考虑到不同层次学生的课题研究需求，本书理论深度适中，书中每章结尾都标注文献出处；为方便学生课后深入学习与研究，每章都配有适量思考题。
本教材内容安排如下。第1章介绍了混沌与分形的基本知识，为后面各章学习打下基础。第2章及第3章介绍了传统的分形及混沌时间序列分析方法，在算法描述的基础上，突出了算法评价与应用举例。第4章介绍了非线性时间序列递归图分析方法，通过实际应用举例，阐述了递归图分析方法的直观适用性。第5章介绍了混沌吸引子形态特征分析方法，着重讨论了吸引子形态特征提取方法，强调统计分析方法与吸引子形态特征提取方法相结合。第6章从多尺度角度介绍了非线性系统微观（小尺度）及宏观（大尺度）结构特征提取方法，该方法是对单尺度分析方法的重要拓展，属非线性分析方法前沿领域的内容，对非平稳、非线性信号分析具有较高的实际指导意义。第7章介绍了几种重要的复杂性测度概念，讨论了与时间和符号序列有关的复杂性测度分析方法。第8章介绍了非线性时间序列复杂网络分析方法。复杂网络作为一个全新而又有效的工具，不仅可以挖掘包含在非线性时间序列中的重要信息特征，而且可用于研究理论模型所不能精确描述的非线性动力学系统。第9章介绍了吸引子不稳定周期轨道探寻。不稳定周期轨道是构成吸引子结构的“骨架”，从实验观测数据中提取不稳定周期轨道运动特性，有助于理解和掌握非线性系统内在混沌动力学特性。
本书第1章至第7章由金宁德编写，第8章及第9章由高忠科编写。在本书编写过程中得到了天津大学课题组成员的大力帮助，书中的诸多应用实例取自作者指导的历届硕博研究生的辛勤研究成果，在此向他们表示衷心感谢。
多年前，作者面向天津大学电气与自动化工程学院研究生开设了“非线性信息处理技术”课程，本书是此课程教学讲义的汇编。本书着力从实验观测数据角度讨论非线性系统的重要特征，如自相似性、长程相关性、复杂性、递归性、不确定性、非稳定性、非均衡性、非对称性、涌现性、聚集性等，以期学生对正在发展的非线性信息处理技术有所了解，并为之今后研究非线性科学打下基础。
本书力求主线清晰，循序渐进，内容涉及非线性系统实验观测数据的单尺度分析方法、多尺度分析方法、复杂网络分析方法、吸引子不稳定周期轨道探寻方法。本书的编写思路：首先，描述各种非线性分析方法的数学原理；其次，通过经典非线性系统仿真分析验证算法的可行性；后.通过大量应用实例加深对非线性分析方法的认识与体会。考虑到不同层次学生的课题研究需求，本书理论深度适中，书中每章结尾都标注文献出处；为方便学生课后深入学习与研究，每章都配有适量思考题。
本教材内容安排如下。第1章介绍了混沌与分形的基本知识，为后面各章学习打下基础。第2章及第3章介绍了传统的分形及混沌时间序列分析方法，在算法描述的基础上，突出了算法评价与应用举例。第4章介绍了非线性时间序列递归图分析方法，通过实际应用举例，阐述了递归图分析方法的直观适用性。第5章介绍了混沌吸引子形态特征分析方法，着重讨论了吸引子形态特征提取方法，强调统计分析方法与吸引子形态特征提取方法相结合。第6章从多尺度角度介绍了非线性系统微观（小尺度）及宏观（大尺度）结构特征提取方法，该方法是对单尺度分析方法的重要拓展，属非线性分析方法前沿领域的内容，对非平稳、非线性信号分析具有较高的实际指导意义。第7章介绍了几种重要的复杂性测度概念，讨论了与时间和符号序列有关的复杂性测度分析方法。第8章介绍了非线性时间序列复杂网络分析方法。复杂网络作为一个全新而又有效的工具，不仅可以挖掘包含在非线性时间序列中的重要信息特征，而且可用于研究理论模型所不能精确描述的非线性动力学系统。第9章介绍了吸引子不稳定周期轨道探寻。不稳定周期轨道是构成吸引子结构的“骨架”，从实验观测数据中提取不稳定周期轨道运动特性，有助于理解和掌握非线性系统内在混沌动力学特性。
本书第1章至第7章由金宁德编写，第8章及第9章由高忠科编写。在本书编写过程中得到了天津大学课题组成员的大力帮助，书中的诸多应用实例取自作者指导的历届硕博研究生的辛勤研究成果，在此向他们表示衷心感谢。
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