Hadamard变换离子迁移谱的理论模拟初步研究

通过改变采样点数，理论优化了Hadamard变换离子迁移谱（Hadamard transform ion mobility spectrometry, HT-IMS）谱图的采样速率；通过增加模拟的白噪声，分析了该方法提高谱图信噪比的效果和对分辨率的影响。初步结果表明，在单次离子门门宽0.4ms内，采集8个及以上数据点可以完整地反演IMS谱图；Hadamard变换方法得到的谱图的信噪比是传统IMS谱图信噪比的15.8倍，是相同时间内多次传统IMS谱图平均后信噪比的4.6倍；变换过程对IMS谱图分辨率无明显影响。Hadamard变换IMS的模拟不仅对采样速率等参数的选择和优化提供理论依据，而且为下一步实验控制和反演奠定软件基础。     

哈达玛变换成像光谱仪中光谱混合像素点的解码方法

介绍了一种基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪的物理模型,由于DMD微镜单元尺寸与探测器像元尺寸不匹配或者其他一些在光学设计和系统集成中的误差,导致这种光谱仪中采集到的编码图像上部分像素点出现的一种光谱混合现象。描述和分析了这些光谱混合像素点的编码原理,分析表明:这种光谱混合像素点无法直接用哈达玛反变换解码。为了准确地解码这些光谱混合像素点,改善复原后光谱图像的质量,提出了一种针对这种光谱混合像素点的解码方法。首先向光谱仪中导入一束激光并充满整个视场,针对编码图像中的光谱混合像素点确定一个解码系数。然后将这个系数带入光谱混合像素点的编码方程,即可解码它的光谱元。实验结果证明该方法是可行的。     

基于Contourlet和哈达玛变换的图像零水印算法

为了改善图像水印的鲁棒性和不可见性,提出一种零水印方案。首先将原始载体图像进行Contourlet分解,对其低频子图进行分块哈达玛变换,利用哈达玛变换后系数的均值来生成构造图像,再将其与置乱后的水印一起输入细胞神经网络(CNN),得到注册图像。实验结果表明该方法具有较好的鲁棒性;而且算法复杂度较低,便于实时处理。     

哈达玛变换光谱仪压缩系统研究

基于数字微镜器件（Digital Micro-mirror Device,DMD）的哈达玛变换光谱技术是一种新型的光谱成像技术,在国内很少有专门的文献介绍[1-3]。文中先介绍了本实验采用的哈达玛光谱仪样机的原理以及哈达玛成像光谱仪优于传统模板的独特之处,即获得多通道高能量高信噪比的光谱数据,然后描述对采集到的数据做高信噪比,高分辨率压缩处理,最后说明此方法实时性强、图像失真小、实用价值高、应用范围广。     

一种基于哈达玛变换的子带分解／合成

本文在分析ＱＭＦ子带分解／合成的基础上介绍一种基于哈达玛变换的子带分顺合成器，它不存在通常的边界失真，最后给出了算法比较。     

二维哈达玛（Hadamarda）变换在语音识别中的应用

本文介绍应用二维快速哈达玛变换(FHT)提取语音特征的识别系统,该系统以16个带通滤波器组成的语谱分析电路作为硬件依托,用APPLE-II微型计算机作为语音处理和判决机器,用二维FHT来压缩语音特征量,选用最小距离分类准则作为识别的决策函数。由于FHT的运算速度极快,该系统对中型字库可做到实时识别。系统单字和词组识别率达95％—98％。     

DMD编码哈达玛变换高灵敏成像

为了增强探测器在微弱光信号条件下的成像质量,提出了一种利用哈达玛变换(Hadamard Transform,HT)实现高灵敏探测的成像方法。基于探测器噪声独立于信号,且每次测量噪声也相互独立的假设,分析了在哈达玛编码成像与经典成像中,噪声对图像信噪比的影响。推导出编码成像的信噪比提升与编码模板长度n有关,约为经典成像信噪比的n/2 倍。同时采用分区编码的方式,减小了高分辨率图像的编码时间。实验结果表明,与经典成像方式相比,采用分区编码的哈达玛变换成像方法明显的提高了图像的信噪比,同时可以在高分辨率图像条件下,缩短编码时间。     

光电离-离子迁移谱实验参数与性能研究

报道了自主研制的光电离-离子迁移谱装置的基本结构和性能。采用Kr灯为电离源,以苯为检测样品。对迁移电场电压,离子门电压和脉冲宽度参数进行优化,得到最佳装置参数为离子门脉冲宽度0.15 ms,离子门电压80 V,迁移区电压2153 V。使用指数稀释方法制备样品浓度,获得了离子迁移谱检测苯的标准曲线,对苯的检测限为400 ppt,检测线性动态范围跨越三个数量级。     

基于编码分布式快速哈达玛变换的多元LDPC码译码算法研究

尽管多元LDPC码纠错性能优异且能抗突发错误,但高译码复杂度仍制约了其实际应用。在其经典的FHT-QSPA译码中,快速哈达玛变换（FHT）及其逆变换（IFHT）是校验节点更新的主要瓶颈。基于此,提出了基于系统型MDS码的编码分布式FHT方案。该方案在主节点上将信道概率建模为矩阵并对其进行切分,再编码生成冗余子矩阵;其后,将所有子矩阵卸载到从节点并行执行FHT和IFHT,然后将计算结果传回主节点并完成最终译码。编码冗余的嵌入克服了节点掉队问题,稳定地提升了变换效率,从而加速了整个译码过程。与先前的编码矩阵乘法方案相比,所提方案编码复杂度更低、译码恢复数值精度更高,并保持了高效蝶形运算结构,降低了从节点计算复杂度。耗时对比和译码性能分析表明,所提方案相比传统单节点FHT方案快了约3.8倍,大幅提升了FHT-QSPA译码效率,且没有译码性能损失。     

基于变换域的IMS信号处理方法及其改进

讨论了一种基于变换域的离子迁移谱(IMS)信号处理方法-傅立叶变换离子迁移谱(FT-IMS)技术,通过离子门开关频率的改变实现信号的调制,得到频域的IMS信号.该技术使离子利用率由百分之一提高到了百分之二十五,信噪比(SNR)提高了14 dB以上;通过增加离子门开关频率的范围可以进一步提高分辨率,解决了IMS技术中SNR和分辨率相矛盾的问题.在此基础上,改进了FT-IMS算法,减弱了FT-IMS技术中镜像脉冲的干扰.经对FT-IMS算法和改进算法的数值仿真验证,证明了其有效性.     

新型光电子源离子迁移谱在检测四氯化碳中的应用

紫外光电离源是离子迁移谱中最重要的电离源之一,常被用来电离有机物,产生正离子。利用紫外光照射金属表面产生电子作为离子源,建立了一套光电子源离子迁移谱仪,由于卤化物具有较强的吸附电子能力,该装置可以应用于卤化物的检测。使用CCl4样品,得到了该装置的离子峰强度、半峰宽、分辨率随迁移管电场、离子门脉宽、离子门电压的变化关系,并进行了简单的理论分析。兼顾离子峰强度与分辨率,得到了优化的实验参数,在该参数下测量了CCl4的检测限达到4 ppb,线性范围跨越2个数量级。     

大气压电晕放电离子迁移谱测量溴代烷烃的电子吸附速率常数

常温大气压下,在电子能量为0.35～0.65 eV的范围内,使用氮气负电晕放电-电子吸附-离子迁移谱,测量了CH2Br2,CH2BrCl,CHBr3的电子吸附速率常数,得到电子吸附速率常数的大小关系为k(CH2Br2)＞k(CH2BrCl),k(CH2Br2)＞k(CHBr3),并根据电子亲和势对CH2Br2和CH2BrCl的大小关系进行理论分析.首次对CHBr3的电子吸附过程进行了定性分析,发现样品蒸汽在迁移区通入迁移管时,溴离子会与CHBr3分子络合成团簇离子Br-(H2O)n(CHBr3)m.     

Hadamard变换光谱仪光谱复原算法的FPGA实现

提出一种利用FPGA实现Hadamard变换光谱仪光谱复原算法的方案。利用具备数字信号处理功能的FPGA对Hadamard编码图像,可以快速地进行Hadamard逆变换并得到复原图像。根据复原图像可以知道被测目标在各个波段的信息从而获得光谱曲线。实验表明,利用FPGA来完成该型光谱仪的光谱复原可以得到清晰的复原图像和单点光谱曲线,并且与软件得到的处理结果基本相同。该方案可以用于该型光谱仪的实时光谱复原以及基于光谱特征的目标识别领域。     

苯系物的色谱光电离迁移谱两维分辨检测方法研究

针对离子迁移谱难分辨迁移率相近或相同的有机物,开展了气相色谱-紫外光电离-离子迁移谱联用技术的实验研究。通过测量不同色谱柱温和氮载气流量条件下苯的色谱和迁移谱,对实验参数进行了优化。并对苯、甲苯,以及邻、间、对-二甲苯等五种苯系物混合物进行了测量,获得了混合样品的色谱保留时间、迁移谱离子迁移时间与离子信号强度的三维谱图。结果表明,同分异构体邻、间、对-二甲苯的迁移率非常接近,单一的紫外光电离-离子迁移谱无法对它们进行分辨,通过色谱-迁移谱技术的联用,则可以实现苯、甲苯,以及邻、间、对-二甲苯混合物的有效分辨。证明所建立的气相色谱-紫外光电离-离子迁移谱技术具有良好的分辨检测能力。     

激光电离离子迁移谱仪的进一步优化和二甲苯的检测

利用激光作为离子迁移谱仪的电离源,研究了在大气压力下对物质二甲苯进行检测的方法,介绍了实验装置,讨论了不同条件下(进样流量不同、迁移管两端电压不同、温度不同)获得的离子信号强度,对离子迁移谱系统进行了进一步的优化,只要选择合适的电压、温度、迁移管长度、进样流量、激光脉冲能量,就可以得到较好的信号和很高的探测灵敏度。     

A PAPR reduction technique using Hadamard transform combined with clipping and filtering based on DCT/IDCT for IM/DD optical OFDM systems

In Intensity Modulator/Direct Detection (IM/DD) optical OFDM systems, the high peak-to-power average ratio (PAPR) will cause signal impairments through the nonlinearity of modulator and fiber. In this paper, a joint PAPR reduction technique based on Hadamard transformation and clipping and filtering using DCT/IDCT transform has been proposed for mitigating the impairments in IM/DD optical OFDM system. We then experimentally evaluated the effect of PAPR reduction on the bit error rate (BER) performance and the results show the effectiveness of the proposed technique. At a bit error rate (BER) of 1 × 10⁻³, the receiver sensitivity of the proposed 2.5 Gb/s IM/DD optical OFDM system after 100-km standard single-mode fiber transmission has been improved by 0.8 dB, 1.3 dB and 3.1 dB for a launch power of 6.4 dBm, 8 dBm and 10 dBm respectively when compared with the classical system.     

基于随机Hough变换的斜率估计多径抑制算法

抑制多径干扰是提高GPS定位精度的关键。针对低载噪比、预相关带宽有限的情况下斜率估计(ELS)的多径抑制技术往往不能正常工作的问题,提出了一种基于能够鲁棒地提取直线斜率的随机Hough变换(RHT)的斜率估计多径抑制算法。该算法主要采用多相关器结构得到多径相关峰的采样值,然后利用RHT得到相关峰两边的斜率,最后结合ELS的基本原理构成具有补偿因子的伪码鉴相器,以达到抑制多径干扰的目的。仿真结果表明,该算法解决了ELS在有限的预相关带宽(4MHz)和较低载噪比(33 dB-Hz)条件下不能有效提取直线斜率的问题,并且在相同载噪比(44 dB-Hz)条件下,该算法的多径抑制性能也优于ELS算法。