多重分形

多重分形(multifractal)一種分為多個區域的複雜分形結構。為了對分形的複雜性和不均勻性進行更細緻地刻畫,需引進它的機率分布函式及其各階矩的計算,由此構成了分形維數的一個連續譜,稱之為多重分形或多標度分形。

由於多重分形至今尚無嚴格的數學定義,以下僅通過實例進行簡單的描述.設有一個分布不均勻的分形,首先將它分成若干個小區域,定義第i區域內的密度分布函式為屍,假定屍,存在著標度關係,即

多重分形 多重分形

其中e是一個小的測量單位,a是一個標度指數,稱為奇異指數,它是反映分形體內各個小區間的奇異程度的一個量,所以a的數值與其所在的位置有關.進一步將分形上具有相同a值的小區間數記為

f (a)被稱為奇異譜,因為它將奇異值a的密度用一個連續函式來表示.另一方面,還可將分布函式進行加權求和,得到

r(y)常稱為質量指數.再定義加權後的廣義分形維數D。為

多重分形 多重分形

從上述公式中可知,當9=。時,D。就是普通的分形維數,而D,稱為信息維數,D:稱為關聯維數.因此,幾,被稱為廣義分形維數.經過簡單的計算可得a, 六a)和:<q) }D、這兩組參量之間的對應關係式為

這一系列公式給出了多重分形理論的基本核心.利用多重分形,可把一個複雜的分形分成許多具有不同奇異程度的小區域來研究,從而能分層次地來 了解分形的內部精細結構.

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