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一维时间序列分形维数算法对比分析
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:《计算机工程与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.72[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]火箭军工程大学,西安710025, [2]西安卫星测控中心故障诊断实验室,西安710043, [3]北京理工大学珠海学院航空学院,广东珠海519088
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(No.61174207,No.61374120).
中文摘要:

分形维数在一维时间序列的分形特性分析中应用非常广泛,其计算方法多种多样,但是相关计算方法的全面对比鲜见文献报道。针对常用的八种一维时间序列分形维数计算方法,以WCF合成时间序列为研究对象,分别就算法的准确性和效率,对数据长度的依赖性进行分析对比。结果表明:准确性较好的三种算法是FA,DFA和Higuchi算法;而运算效率最高的是Sevcik,Katz和Castiglioni算法,但是它们的准确性偏低,而FA和Higuchi算法在计算时间上略微增加,但准确性比较高;在数据长度为4096点时,各算法的计算值基本稳定,尤其是FA、Higuchi和DFA算法,在数据长度为4096点时,计算值与理论值比较吻合。由此可以得出结论,Higuchi和DFA算法在计算一维时间序列的分形维数时性能优越,在相关的计算中优先选择。

英文摘要:

Fractal dimension is used broadly in fractal analysis for time series. Lots of calculating methods are available,but fully comparison of them is rarely reported in literature. In this study, the most common methods of estimating thefractal dimension for time series directly in the time domain are analyzed and compared over synthetic data(WCF timeseries). The accuracy, efficiency and dependence on data length are evaluated for each method. Simulation and measurementresults indicate that the FA, DFA and Higuchi methods outperform others in accuracy comparison. When it comes to efficiency,Katz, Sevcik and Castiglioni methods have the highest performance. In analysis of dependence on data length, 4,096 isfound to be the just length with which most methods could get a stable estimating value. Especially for FA, DFA and Higuchimethods, whose estimated value coincide with theory value well. Therefore, the Higuchi and DFA methods outshine thanothers in calculating fractal dimension, and they should be taken precedence in related computing.

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887