季风槽环境中暴雨中尺度对流系统的分析与数值预报试验 被引量：8

1

作者 蒙伟光 张艳霞 +2 位作者 吴亚丽 徐道生 陈德辉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期980-998,共19页

应用地面降水观测资料、卫星云图、雷达回波以及NCEP再分析资料,对华南沿海受季风槽影响下发生的一次持续性暴雨的中尺度对流系统(MCS)进行分析,并探讨采用数值模式对中尺度对流系统降水进行预报的可能性。分析表明,暴雨由多个相继发展... 应用地面降水观测资料、卫星云图、雷达回波以及NCEP再分析资料,对华南沿海受季风槽影响下发生的一次持续性暴雨的中尺度对流系统(MCS)进行分析,并探讨采用数值模式对中尺度对流系统降水进行预报的可能性。分析表明,暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成。在相似环境中,不同中尺度对流系统发展形态和水平尺度有较大差异,最大可组织发展成α中尺度对流复合体(MCC),但一般为β中尺度线状或带状对流系统。对其中发展形态分别表现为椭圆形中尺度对流复合体(MCS-2)和带状β中尺度对流系统(MCS-4)的对比分析发现,对流的起始发展均发生在夜间,与季风槽中低空急流的南风脉动有良好对应关系。基于临近探空资料的诊断发现,被认为对中尺度对流系统组织发展有指示作用的关键物理量如对流有效位能(CAPE)和风垂直切变难以区分不同中尺度对流系统的发展形态和趋势,探空资料的代表性将影响诸如"配料法"等暴雨客观预报方法的建立和应用。利用华南区域中心GRAPES(GRAPES_GZ)数值模式对两个中尺度对流系统进行的模拟预报结果表明,采用数值模式对中尺度对流系统降水进行显式预报已成为可能。比较而言,3 km水平分辨率模式可以更好地预报出暴雨的发生,但结果对是否调用对流参数化(CP)方案敏感。尽管不依靠对流参数化方案模式能够较好地预报出中尺度对流系统初始降水的发生,但会过度预报发展成熟后的降水。模式中如何描述中尺度对流系统对流的组织发展机制、如何处理对流参数化方案的"灰色区分辨率"问题需要仔细考虑。 展开更多

关键词 季风槽暴雨 中尺度对流系统 诊断分析 数值预报试验 对流参数化方案 灰色区分辨率

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民航华北空管两代快速更新循环同化数值预报系统的检验评估 被引量：3

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作者 许晨璐 袁慧玲 +1 位作者 吴玲芳 柳贵钧 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期523-532,共10页

民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分... 民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分布、航空雷暴临近预报系统(Aviation Thunderstorm Nowcasting System,ATNS)评分、主要机场对流预警的预报效果等角度,对两代快速更新循环同化数值预报系统的预报性能进行了对比分析。结果表明:1)两代系统均能较好体现雷达回波的空间分布特征,回波强度也与区域雷达拼图实况资料比较接近。对于强回波中心落区这样的关键预报,NMC-HRRR总能体现出更大的优势,与实况更吻合。2)两代系统的弱回波预报的ATNS评分均优于强回波。其中,NMC-HRRR 0~9 h内预报的强、弱回波评分整体较高,特别是0~360 min和第540分钟的强回波预报,显著优于NMC-RAP。3)NMC-HRRR在预报对飞行有影响的回波开始出现的时间方面优势明显。对5个主要机场强对流预警的整体评估,定量证明了NMC-HRRR相较NMC-RAP,在强、弱回波的定时、定点预报准确率及其时空分布的改进都是有显著效果的。 展开更多

关键词 民航气象 快速更新循环同化数值预报系统 雷达反射率 航空雷暴临近预报系统(ATNS)评分

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基于雷达资料四维变分同化及云模式的中尺度对流系统数值临近预报试验 被引量：5

3

作者 刘莲 陈明轩 王迎春 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期213-228,共16页

基于雷达资料快速刷新四维变分同化(RR4DVar)初始化的三维数值云模式,利用京津冀6部新一代多普勒天气雷达和区域自动气象站观测资料,针对2013年7月4日出现在京津冀平原地区的中尺度对流系统(MCS),开展了数值临近预报试验。研究结果表明... 基于雷达资料快速刷新四维变分同化(RR4DVar)初始化的三维数值云模式,利用京津冀6部新一代多普勒天气雷达和区域自动气象站观测资料,针对2013年7月4日出现在京津冀平原地区的中尺度对流系统(MCS),开展了数值临近预报试验。研究结果表明,充分考虑雷达观测信息的对流尺度数值临近预报具有很大的优势,但也存在不足:(1)模式能够较好地把握中尺度对流系统的组织发展和移动演变特征,对风暴回波带的走向和尺度特征有较好的预报,但对强回波的强度和位置预报存在一定偏差;(2)模式预报可以反映风暴系统的中小尺度扰动特征,对风暴冷池和出流边界(阵风锋)的发展变化均有较为合理的预报;(3)模式对强降水中心和雨带位置的预报有很大优势,能较好地预报弱降水雨带的分布形势和雨量,但对强降水落区的预报偏大;(4)模式对风暴造成的对流性强降水的预报准确率较高,对0.5—10mm阈值的降水范围预报偏差比较合理,对10mm以上降水范围的预报偏大,但是对弱降水风暴的弱回波较强回波的预报性能要好;(5)由于三维数值云模式对京津冀复杂地形的处理不够完善,对山前风场预报偏差较大,造成对山前风暴的发展演变和山前降水的预报偏差较大。 展开更多

关键词 快速刷新 四维变分同化 中尺度对流系统 临近预报 冷池

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青藏高原观测对2020年长江中下游地区梅雨降水过程预报的影响

4

作者 庄照荣 田伟红 +1 位作者 陈雨潇 陈静 《大气科学学报》 北大核心 2025年第2期217-228,共12页

青藏高原对我国气候、天气有重要的影响,青藏高原地区的观测分布相对于我国东部区域虽然密度稀疏,但对我国东部长江中下游地区预报有一定的影响。本文利用CMA-MESO快速更新循环系统对2020年7月上旬长江中下游地区的梅雨天气过程进行模拟... 青藏高原对我国气候、天气有重要的影响,青藏高原地区的观测分布相对于我国东部区域虽然密度稀疏,但对我国东部长江中下游地区预报有一定的影响。本文利用CMA-MESO快速更新循环系统对2020年7月上旬长江中下游地区的梅雨天气过程进行模拟,研究青藏高原地区观测资料的缺失对下游地区天气系统预报的影响。试验结果表明,青藏高原地区的观测资料缺失明显影响长江中下游地区24~72h的地面2m温度和10m风场预报质量,对前3d的降水预报也有显著负贡献。目标区观测资料影响估计也表明,青藏高原观测资料的影响主要在长江中下游地区,24~72h的预报信号方差在长江中下游地区最大。因此,改进长江中下游地区预报质量也需要考虑青藏高原的观测资料影响。另外,针对我国东部区域进行高分辨率模式模拟时,往往研究区域范围不包括青藏高原地区,但研究区域外的观测和预报信息时空传播对预报的影响也不可忽视。 展开更多

关键词 青藏高原观测 梅雨期降水 三维变分 CMA-MESO 快速更新分析预报

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区域增强数值预报系统中的客观分析

5

作者 王在志 阎敬华 何溪澄 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第3期237-245,共9页

主要介绍了在广州区域气象中心新建立的区域增强数值预报系统的资料分析处理方案。该分析方案的实施包含三个步骤：第一步以Ｔ６３模式的分析（或预报）作为初估场，进行多变量的最优统计插值（ＯＩ），将不同类型的观测资料插值到模式... 主要介绍了在广州区域气象中心新建立的区域增强数值预报系统的资料分析处理方案。该分析方案的实施包含三个步骤：第一步以Ｔ６３模式的分析（或预报）作为初估场，进行多变量的最优统计插值（ＯＩ），将不同类型的观测资料插值到模式网格点上，同时分析增量满足一些简单的动力约束关系；第二步是对分析要素作单变量的逐步订正；第三步则是对分析场进一步做变分调整。通过这三个步骤，不仅可以使最终的分析场保留大尺度气象特征，而且可以将中尺度气象信息补充进来，分析变量之间还可以保持较好的动力约束关系。以９５０９号台风为个例，对其登陆前的台风环流场进行了分析，并作了预报，还与Ｔ６３分析的相应结果作了对比。 展开更多

关键词 天气预报 数值预报系统 区域增强 中尺度分析

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基于系统辨识的大尺度模型耐波性试验实船响应外推预报

6

作者 焦甲龙 孙树政 +1 位作者 李积德 陈超核 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期1310-1319,共10页

实际海浪环境中大尺度模型耐波性试验是一种新型试验技术,具有风浪环境真实、模型航行范围开阔和尺度效应小等优点,解决了水池试验和实船试验中存在的一些问题。该试验技术是研究真实海况中船舶响应的有效方法,因此近年来得到了广泛的... 实际海浪环境中大尺度模型耐波性试验是一种新型试验技术,具有风浪环境真实、模型航行范围开阔和尺度效应小等优点,解决了水池试验和实船试验中存在的一些问题。该试验技术是研究真实海况中船舶响应的有效方法,因此近年来得到了广泛的研究关注。然而该试验技术目前仍存在一些尚未解决的问题,如何将大尺度模型测试数据准确外推换算至实船响应是一项关键技术。为此,本文提出了基于时间序列分析的实船响应外推方法,根据大尺度模型在某海况下的波浪及模型响应测量数据,基于系统辨识求解船舶的非线性时域响应函数,进而外推实船在其他任意输入海况下的运动响应。 展开更多

关键词 大尺度模型 耐波性试验 实际海浪 系统辨识 时间序列分析 外推预报

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RMAPS模式预报总辐射的3种订正方法应用 被引量：2

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作者 赵文婧 王小勇 +5 位作者 李艳 刘抗 景慧 叶培龙 闫昕旸 何金梅 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期304-312,共9页

为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一... 为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一定程度上改善了预报总辐射分布较分散和偏大的情况.酒泉鸿坤光伏电站秋季逐步回归订正效果相对最佳(平均绝对偏差(M_(AE))降低4.56 W/m^(2)),冬季、夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)依次降低10.33、12.71、44.27 W/m^(2));敦煌电建汇能光伏电站秋季和冬季均是SVM订正效果相对最佳(M_(AE)分别降低4.73和7.85 W/m^(2)),夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)分别降低16.24和34.17 W/m^(2)).两座电站逐小时误差分布显示AnBC效果相对最佳;就各季节相对最佳订正方法而言,订正后春季提高时次百分比最高(酒泉鸿坤为73.88%,电建汇能为77.28%).晴天SVM订正效果最明显,非晴天AnBC效果最明显. 展开更多

关键词 快速更新多尺度分析和预报系统 总辐射 逐步回归 支持向量机 相似误差订正

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RUC产品在一次强降水预报中的应用分析 被引量：11

8

作者 郑祚芳 《气象》 CSCD 北大核心 2008年第S1期85-88,308,共5页

应用北京区域气象中心的快速更新循环同化预报系统(RUC)的模式产品,分析了2008年8月14日发生在北京地区的一次局地暴雨过程。结果表明,位于北京南面的对流云团在移入本市过程中进一步合并、发展,导致了本次局地强降水过程。RUC产品对局... 应用北京区域气象中心的快速更新循环同化预报系统(RUC)的模式产品,分析了2008年8月14日发生在北京地区的一次局地暴雨过程。结果表明,位于北京南面的对流云团在移入本市过程中进一步合并、发展,导致了本次局地强降水过程。RUC产品对局地性降水发生的时间和影响区域均有一定指示意义,比冷启动模式更有参考价值,局地非常规探测资料中包含的有利于降水的信息在8月14日03时起报的模式中起到了重要作用。 展开更多

关键词 快速更新循环同化系统 局地强降水 分析

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V-系统的快速变换算法

9

作者 陈伟 戚谨雯 +1 位作者 李坚 宋瑞霞 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期761-769,共9页

V-系统是L2[0,1]上的一类完备正交分段多项式函数系,由于其基函数的间断特性,在非连续信号的表达与分析上优势显著。然而,在目前的V-系统变换算法中,对于一个长度为N的信号,不仅需要事先生成并存储一个N阶的正交矩阵,而且其时间复杂度... V-系统是L2[0,1]上的一类完备正交分段多项式函数系,由于其基函数的间断特性,在非连续信号的表达与分析上优势显著。然而,在目前的V-系统变换算法中,对于一个长度为N的信号,不仅需要事先生成并存储一个N阶的正交矩阵,而且其时间复杂度高达Ο(N^(3))。为实现对大规模数据的高效处理,从V-系统的多分辨率分析角度出发,设计并实现了V-系统的快速分解与重构算法,不仅无须存储额外信息,而且其时间复杂度仅为Ο(N)。测试结果表明,提出的快速算法能够满足大规模数据高效处理要求,为V-系统在更多领域的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 V-系统 多分辨率分析 双尺度方程 多小波 快速算法

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广州“5·7”局地突发特大暴雨过程的数值可预报性分析 被引量：32

10

作者 陈涛 孙军 +2 位作者 谌芸 郭云谦 徐珺 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第9期1199-1212,共14页

2017年5月6日夜间至7日上午广州地区发生局地特大暴雨,分析表明对流触发与珠江口地区边界层南风增强等因素有密切关系。数值模式预报检验表明,ECMWF集合预报的强降水预报成员在初始条件上具有更显著的辐合上升、水汽和不稳定性条件,而GR... 2017年5月6日夜间至7日上午广州地区发生局地特大暴雨,分析表明对流触发与珠江口地区边界层南风增强等因素有密切关系。数值模式预报检验表明,ECMWF集合预报的强降水预报成员在初始条件上具有更显著的辐合上升、水汽和不稳定性条件,而GRAPES区域模式对6日20时初始场分析以及对边界层南风增强过程的预报都更为准确。集合敏感性分析表明,降水预报高敏感区分布与江南地区高压、南海高压以及华南低槽等关键天气系统的相对强度和位置有密切关系;降水对温度的预报敏感区主要位于关键区边界层内,近地面层到边界层底部温度越高、边界层顶越冷,越有利于对流不稳定性增强,有利于关键区内对流发展。通过3组探空预报试验分析了对流尺度降水预报关于初值热扰动、低层风场扰动和降水物理方案的敏感性,结果表明在特定环境条件下,与低层风场扰动试验组对比,降水预报对于初始热力扰动更为敏感;降水微物理方案预报试验表明,在小成员数的集合预报中物理方案扰动能够有效增大预报离散度。以上结果表明,分析对流尺度集合预报中各类初值扰动、物理扰动导致的预报变化和预报敏感性,能够更为全面地估计暖季中小尺度强降水事件的可预报性。 展开更多

关键词 中尺度对流系统 预报检验 集合敏感性分析 可预报性

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三种探空资料在各类强对流天气中的应用对比分析 被引量：58

11

作者 魏东 孙继松 +2 位作者 雷蕾 杨波 时少英 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期412-422,共11页

使用2007和2008年5-9月常规探空资料、微波辐射计和风廓线数据构建的特种探空资料以及BJ-RUC模式探空资料计算的常用热动力物理参量,比较了在冰雹、雷暴大风和短时暴雨等强天气中特种探空和常规探空的各参量之间的差异,探讨了特种探空... 使用2007和2008年5-9月常规探空资料、微波辐射计和风廓线数据构建的特种探空资料以及BJ-RUC模式探空资料计算的常用热动力物理参量,比较了在冰雹、雷暴大风和短时暴雨等强天气中特种探空和常规探空的各参量之间的差异,探讨了特种探空在强对流天气判别中定量应用的可靠性,最后选取不同强对流天气个例,详细对比分析了三种探空的物理参量在不同强对流天气发生前后的演变趋势。结果表明:(1)特种探空与常规探空的热动力物理参量在三种不同强天气中的表现基本一致。与常规探空相比,特种探空数据的时间分辨率高,各物理参量的变化特征表现更明显,能更详细地描述强天气发生前后大气状态的变化。(2)由特种探空计算的多种物理参量在不同强天气的酝酿、发展过程中差别明显,在强天气发生前3～6小时的变化趋势尤其明显,对于3类强天气的判别具有明确的短时临近预报意义。(3)与特种探空相比,模式探空的多数物理参量在强天气发生前后的变化趋势一致,低空垂直风切变最接近,而少数表征大气热力性质的物理参数的数值和转折时间仍有一定差别,尤其是模式对潜热释放过程的描述能力明显不足,几乎不能描述强对流云团发展过程中对流层中上层强烈的增温过程。因此,在使用模式探空参量制作强对流天气的潜势预报时,须辅以特种探空的实时探测数据计算的物理参量,对模式预报结果进行订正。 展开更多

关键词 特种探空 微波辐射计 风廓线 强对流天气 BJ-RUC(快速更新循环同化预报系统)

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利用GPS和云图资料监测北京地区中小尺度降水的研究 被引量：40

12

作者 曹云昌 方宗义 +1 位作者 李成才 王迎春 《高原气象》 CSCD 北大核心 2005年第1期91-96,共6页

地基GPS遥感大气总水汽量提供了高时间分辨率的水汽资料, 为分析预报中小尺度系统的变化创造了条件。本文利用北京GPS/VAPOR试验反演了北京2000年6~8 月的大气总水汽量(又称大气可降水量或积分水汽), 分析了北京夏季大气总水汽量的分布... 地基GPS遥感大气总水汽量提供了高时间分辨率的水汽资料, 为分析预报中小尺度系统的变化创造了条件。本文利用北京GPS/VAPOR试验反演了北京2000年6~8 月的大气总水汽量(又称大气可降水量或积分水汽), 分析了北京夏季大气总水汽量的分布特征; 结合气象和云图资料, 对 7 月 3~5日的一次暴雨过程进行了分析, 结果表明: GPS大气总水汽量和云的发展及维持是强降水产生的条件, 降水量的大小与大气可降水量的增加幅度、维持时间和水平有关, 面上的大气可降水量的变化和红外云图资料显示的中小尺度系统的变化是一致的。面上大气可降水量的移动与测站降水关系密切, 当测站大气可降水量迅速增加, 并且面上分布的大气可降水量也同样向测站扩展时, 台站的降水也迅速增加。GPS大气可降水量可作为台站短期降水预报的一个指标。 展开更多

关键词 北京地区 大气可降水量 中小尺度系统 监测 高时间分辨率 地基GPS 2000年 水汽量 分析预报 分布特征 暴雨过程 维持时间 红外云图 降水关系 降水预报 测站 台站 反演 气象

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一种高精度GPS卫星钟差预报方法 被引量：2

13

作者 陶庭叶 高飞 李晓莉 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期71-75,共5页

为了获得实时高精度GPS钟差,提出了采用快速星历建模进行短期预报。文章先对钟差数据提取趋势项,再利用傅里叶分析研究其周期特征以确定建模与预报时间段长度,最后利用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络建模实时预报钟差... 为了获得实时高精度GPS钟差,提出了采用快速星历建模进行短期预报。文章先对钟差数据提取趋势项,再利用傅里叶分析研究其周期特征以确定建模与预报时间段长度,最后利用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络建模实时预报钟差。由于RBF神经网络用于非线性数据建模效果良好,在提取线性趋势项并合理确定建模周期后,该方法能够得到较好的预报结果。实际预报结果表明,文中方法得到的预报钟差精度高于超快速星历,能够满足分米级实时精密定位的要求。 展开更多

关键词 钟差预报 快速星历 径向基函数 神经网络 频谱分析 全球定位系统

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基于BJ-RUC模式预报产品的北京冬半年道面温度预报模型 被引量：7

14

作者 董颜 尤焕玲 +1 位作者 郭文利 闵晶晶 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第10期1241-1248,共8页

选用2012年11月1日至2013年3月30日3 km分辨率BJ-RUC模式输出的气象要素与5个道面站数据(A1027,A1325,A1412,A1414,A1512)温度进行统计分析,按不同起报时次(08、14和05时)分别建立三类逐步回归统计模型预报未来24 h逐时道面温度,选出最... 选用2012年11月1日至2013年3月30日3 km分辨率BJ-RUC模式输出的气象要素与5个道面站数据(A1027,A1325,A1412,A1414,A1512)温度进行统计分析,按不同起报时次(08、14和05时)分别建立三类逐步回归统计模型预报未来24 h逐时道面温度,选出最优模型预报2013年11月至2014年3月道面温度。结果表明:道面温度与RUC输出的2 m温度、短波辐射显著相关,与长波辐射、湿度次相关;有显著气象因子参与的回归模型预报的道面温度好于仅加入前一天对应时刻道面温度的回归模型,预报准确度可提高25%以上,误差减少1℃以上;滚动筛选不同起报时次预报时段可将模型预报误差控制在±3℃以内,且预报早高峰温度好于晚高峰,白天好于夜间,晴天好于其他天气类型。 展开更多

关键词 道面温度 北京快速更新循环数值预报系统(BJ-RUC)预报 回归模型

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基于小波矩的车牌字符识别研究 被引量：7

15

作者 何通能 贾志勇 《浙江工业大学学报》 CAS 2005年第2期170-172,共3页

牌照字符识别是车牌识别系统中关键的一步,而字符识别的关键在于有效特征的选取.小波矩是小波多尺度分析与矩相结合的新的视觉不变量,图像的小波矩特征能很好地反映图像的局部和全局特征,并且具有较强的抗干扰能力.但不同的小波矩离散... 牌照字符识别是车牌识别系统中关键的一步,而字符识别的关键在于有效特征的选取.小波矩是小波多尺度分析与矩相结合的新的视觉不变量,图像的小波矩特征能很好地反映图像的局部和全局特征,并且具有较强的抗干扰能力.但不同的小波矩离散化方法在性能上有很大的差异.在分析小波矩和矩快速算法的基础上,引入了一种新的小波矩离散化算法用于车牌字符识别系统,以车牌字符图像的小波矩作为特征量,结合改进的BP神经网络实现了车牌字符的识别,获得了很好的识别效果. 展开更多

关键词 小波矩 车牌字符识别 小波多尺度分析 车牌识别系统 字符识别系统 BP神经网络 离散化方法 抗干扰能力 离散化算法 全局特征 快速算法 字符图像 识别效果 不变量 矩特征 特征量

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