光散射模型中遮蔽函数的参数反演

介绍了一种通过遗传模拟退火算法进行参数反演获取目标样片BRDF 模型参数的方法。将BRDF五参数统计模型中遮蔽函数的四个参数作为未知参数,利用在激光波长下目标样片的BRDF 实验测量数据,通过遗传模拟退火算法进行模型参数反演,获得上述样片BRDF 统计模型的九个模型参数,结果表明,与遮蔽函数四个参数取经验值情况相比较发现,九参数BRDF 统计模型的均方误差更小一些,并且通过反演出的遮蔽函数四个参数,得到上述样片在几种入射角情况下遮蔽函数随散射角的分布情况,所反演的遮蔽函数四个参数能反映材料表面的粗糙程度。     

一种改进窗函数非线性组合法的旁瓣抑制性能研究

为解决在雷达脉冲压缩过程中通过海明窗、汉宁窗等加权方式降低旁瓣而引起主瓣展宽、分辨率下降的问题,提出了一种以常用窗函数为基窗函数的改进窗函数非线性组合法。首先,相较于基窗函数,基于窗函数加权脉冲压缩的原理,证明窗函数线性组合法在主瓣展宽不变时可获得更好的旁瓣抑制能力;并在此基础上进一步证明改进的窗函数非线性组合法具有更优的旁瓣抑制能力。然后,通过对改进的窗函数非线性组合法在三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等作为基窗函数时的脉冲压缩性能仿真与分析,验证了该方法使用不同基窗函数均可在主瓣展宽不变、信噪比损失增加低于0.5 dB的前提下,将峰值旁瓣相比凯塞窗降低4 dB以上、相比几种常用窗函数降低7 dB以上。最后,通过多目标的仿真实验验证,相比于不同的基窗函数,改进窗函数非线性组合法具有更优的弱小目标检测能力。     

典型目标的BRDF实验室测量与模型验证

通过研究典型目标双向反射分布函数实验室测量与建模的方法分析目标的散射特性.给出F4(聚四氟乙烯)粉压制板及所测样品的反射光强度,通过经标定过的反射标准板传递,在半球空间内计算出样品在红外(1.06μm)波段的双向反射分布函数.根据五参数半经验统计模型和遗传算法,对各样片的BRDF进行了优化建模.按照模拟实验数据的标准均方误差最小的标准选择了模型参数.并将实验测量结果与模型输出进行了比对.结果表明该方法是分析目标散射特性的可行性方法.     

基于类间距判据的高斯过程分类模型核参数选择方法研究

文中提出了一种基于类间距判据的高斯过程分类(GPC)模型核参数选择方法.将核参数作为自变量,类间距作为因变量,获得类间距随核参数变化的目标函数,然后采用共轭梯度法求取目标函数极值,最终获得核参数的最优值.实验表明,用DBTC作为判据进行核参数选择,分类正确率与原有参数选择方法基本相当,但GPC模型在进行参数选择时的耗时大幅减少,因而模型训练速度得到大幅提升.     

雷达起伏目标的极化检测

为识别目标——杂波,现正在研制一种能用极化说明雷达接收信号的数学模型.同时还为目标和杂波研制了—些统计模型,这些模型包括因反射引起的雷达信号极化的全部变化.用这些模型对称之为斯托克斯参数的极化相对参量各函数的门限检测器进行分析,并把它的性能与现有检测器的性能进行了比较.算出两种恒虚警率的检测统计量,其中之一表明性能优于两个正交接收电场之间相对相位正弦的伪相关门限检测器。     

基于混合遗传算法的偏振双向反射分布函数优化建模

为了表征复杂涂层表面的光学散射特性,在微面元理论的基础上,建立了典型涂层样片的偏振双向反射分布函数模型.由于实验数据与模型参数之间存在复杂的非线性关系,采用了遗传算法对模型参数进行反演.针对遗传算法收敛速度慢及易限于局部极小的特点,在传统遗传算法参数反演的基础上,在适应度计算中引入了模拟退火算法对偏振双向反射分布函数模型进行优化建模.实验结果表明:模型的计算结果与实验结果吻合较好.从误差收敛曲线来看,这种混合遗传算法优化方法不仅可以有效避免目标函数陷入局部极小,而且可以有效缩短目标函数的收敛时间.这可以为后续的目标特征提取与识别工作提供参考.     

涂层表面激光散射特性的实验测量及优化建模

运用双向反射分布函数测量系统在特定激光波长下(1.06μm)对涂层目标样片进行实验测量,根据样片的BRDF实验数据,将遗传模拟退火算法应用于目标表面BRDF统计模型的参数反演中,获取样片的BRDF模型参数,并在此基础上获得上述样片BRDF的三维分布.同时比较了模型中考虑遮蔽因素与不考虑遮蔽情况下进行参数反演所得到的均方误差,反映了遮蔽效应对涂层目标表面光散射特性的影响.     

基于分块的多特征融合变尺度目标跟踪算法

为了增强彩色视频中目标外观描述能力和解决跟踪过程中目标尺度变化的问题,提出一种基于分块的多特征融合变尺度目标跟踪算法.设计了一个能处理不同挑战因素下对目标的精确跟踪算法,首先提取HSV分块的颜色直方图特征和PCA-HOG特征并采用多通道线性核函数对两种特征进行融合构建训练样本,然后求解线性岭回归函数获得位置核相关滤波器模型,并以线性核函数来计算候选区域在7个尺度空间上与跟踪目标的响应值,最后利用尺度自适应模板更新模型参数.实验结果表明,提出的算法在彩色视频中不仅能较好地自适应目标尺度的变化,在复杂场景下也具有较强的鲁棒性.     

基于Simulink的钻井信息传输通道特性仿真

为利用钻杆有效地随钻传输地面与井下之间的数据。本文应用声波无缝传输模型将任意钻柱组合分解为单个声波无缝传榆模型级联方法．根据某单个典型钻具无缝传输模型系统函数的S参数和声波钻井信道的传输特性,推导了在信道通带内某一频点等效传输函数．在Simulink环境下仿真了该S参数的等效传输函数,并仿真了将双口网络S参数构成单钻具系统函数进行级联构成多个钻具的联接的系统函数。最后根据双口网络参数性质,多钻具级联的系统函数等效为各级T参数的连乘,将S参数转化为T参数,得到多个相同钻杆级联后的模型系统函数特性,仿真结果将对随钻声波传输仪器的方案设计提供有力的技术支持。     

基于自适应观测模型交互多模型粒子滤波的红外机动目标跟踪

针对红外目标跟踪问题,提出一种混合观测模型以描述日标像素灰度的渐变以及目标的突然消失或复现,采用在线EM算法对观测模型参数进行更新;将自适应观测模型与交互多模型粒子滤波相结合用于目标跟踪;基于概率排斥原则改进了似然函数,将上述算法推广到多目标跟踪领域.单目标和多目标跟踪仿真结果验证了所提算法的有效性.     

基于正交基分解算法的航空磁探方法

航空磁探中,将潜艇目标以磁偶极子模型代替。针对目标信号信噪比较低的情况,利用正交基分解检测算法,大幅提高了水中磁性目标信号的信噪比,有效地检测到磁性目标。采用双L型航空磁探方法,确定磁性目标的运动位置、航向和航速。仿真试验表明,该方法具有一定的工程应用价值。     

导电媒质平面上方垂直磁偶极源赫兹位函数的球面波展开式

精确有效地计算索末菲尔德型积分是分析导电媒质半空间电磁波辐射和散射问题的关键.本文给出求解有限导电媒质平面上方垂直磁偶极源赫兹位函数的解析方法.利用圆柱波函数的球面波函数展开式和超几何函数理论,位函数中的索末菲尔德积分被表示成快速、绝对收敛的球面波展开式;展开系数是以物性参数为复宗量的勒让德多项式.该展开式易于电磁场的计算和分析,并且不受场点和源点的位置、媒质的物性参数和频率等条件的限制.     

基于MATLAB的电磁场可视化方法探究

由于电磁场概念的抽象性,通过仿真软件将抽象的电磁数学模型用简单直观的可视化图像表示显得尤为重要。本文首先给出了一种通用的基于MATLAB的电磁场可视化方法——“描点法”,即采用逐步描点的方法获得电磁场的空间分布；其次,以两种偶极子系统的电场和磁场为例,结合MATLAB编程,利用“描点法”绘制了电、磁偶极子场的二维、三维空间分布；最后,以立体形式绘制了叠加在矩形波导表面的TE11模的场分布。     

基于四参数仿射模型的频域运动估计技术

仿射模型能比块平移模型更好地拟合真实运动场景,但待解的参数也相应地增加了.基于梯度的搜索算法在高阶问题中存在局部极小和收敛速度的缺陷,基于Hough变换和Gabor滤波等的变换域方法同样存在运算量的问题,影响了仿射模型在实时运动估计中的应用.传统的相位相关法仅利用了傅氏频谱的相位信息求解块平移而未利用频谱的幅值特性.本文通过对仿射运动场频域特性的分析,将仿射模型的线性项和平移项解耦,结合频谱的幅值特性和相位特性在频率域内求解仿射运动参数.实验结果表明该算法在运算量增加不大的情况下运动估计效果得到明显改善.     

基于模拟退火算法的舰船磁场高精度建模方法

在舰船消磁与防护中,需要利用混合模型对舰船磁场的空间分布规律进行数学建模,而混合模型将磁偶极子阵列等距分布忽视了舰船结构的影响,且没有考虑测量数据的真实性,导致所建模型精度不高、稳定性较差.文章以混合模型系数矩阵条件数为目标函数,采用模拟退火算法（Simulated Annealing algorithm,SA）优化系数矩阵条件数,得到磁偶极子阵列的最优位置分布;然后通过考察单个点的拟合情况剔除误差大的测量点,优化测量数据;最后利用逐步回归求解模型方程,获得舰船磁场高精度稳定模型.实测数据建模表明：与磁偶极子等距分布的混合模型建模相比,本文方法所建模型精度可达96%,对测量数据误差的敏感性低,抗干扰能力强,具有较好的鲁棒性.本方法可用于复杂海况背景下的舰船磁场高精度建模,以及水面磁性目标探测与定位系统.     

An efficient method to determine Green's functions of atwo-dimensional photonic crystal excited by a line source - thephased-array method

A novel and efficient method to determine Green's functions in photonic crystals (PCs), i.e., the phased-array method (PAM), is presented. The PAM is a combination of the plane-wave method and the array-scanning method, which is both more flexible and computationally faster than the eigenmodes expansion method. A complete derivation of the electric- and magnetic-field Green's functions associated, respectively, with an infinite electric and magnetic current line exciting a two-dimensional PC is given. Although the developments are presented only for a line source, the PAM can be extended to a dipole source. Thus, the PAM represents a promising method for the analysis of printed-circuit elements or antennas on PC materials. Numerical results for the Green's functions are shown for different positions of the source and a discussion about radiation patterns, asymptotic behaviors, and convergence characteristics is proposed     

Multipole Analysis in Magnetopneumography?A Model Study

We compare several methods of calculating the magnetic dipole moment of the field of a magnetized human lung. This dipole moment is proportional to the total magnetic dust load in the lung, hence, it is an important parameter in occupational health studies of miners and welders exposed to magnetic respirable dust. To test the accuracy of the several methods explored in this paper, we use a uniformly magnetized ellipsoidal lung model to simulate the magnetic field of the lung. Two commonly used magnetic detectors are compared in this analysis: a single second-order gradiometer above the lung, and a system of two first-order gradiometers with one above and one below the lung. The field measured by the detectors is analyzed using a multipole expansion of the field. We find that an algorithm using dipole and quadrupole coefficients is the most successful at determining the dipole moment of the lung. This performs best with the two first-order gradiometers, and is acceptable with the second-order gradiometer 20-40 cm away from the center of the lung-the distance used in practical measurements.     

一种应用于安防监控的CMOS图像传感器的自动曝光算法研究

针对传统自动曝光算法难以兼顾实时性和平滑性的缺点,设计了一种结合直接计算法和可变步长调节法的综合性算法,研究了算法原理,给出了算法流程.该算法可以通过改变步长参数,自由设定将图像亮度调节到目标亮度的时间,使其能够适用于各种不同的应用场合.在基于FPGA的CMOS图像采集平台上完成了算法实现,实验结果证明采用该算法可以使图像亮度快速平稳地接近理想亮度,成像效果很好.     

Rectangular modes and dyadic Green's functions in a rectangularchirowaveguide. I. Theory

An analytic solution of electromagnetic-wave propagation in a rectangular chirowaveguide is represented in this paper in terms of spectral-domain dyadic Green's functions (DGF's) in a general form. The method used here is a combination of a wavefield decomposition method and DGF eigenfunction expansion technique. This DGF decomposition method avoids having to use the modified and normalized vector wave functions, which are found difficult to satisfy the boundary conditions of chirowaveguides in which the reconciliation of Dirichlet and Neumann conditions is impossible. On the other hand, this method can be generalized to a chirowaveguide of arbitrary cross section and is found reducible to a nonchiral case. It is observed that in a similar fashion to the conventional rectangular waveguide, the duality between the electric and magnetic types of DGF's in the rectangular chirowaveguide does not exist. To show the reducibility of the generalized DGF's for bi-isotropic media, we summarized the procedure of utilizing the formulas and proved in detail that the form of the DGF's can be reduced to that for chiral media and achiral (isotropic) media. Exactly the same DGF's are obtainable for the isotropic media by reducing the general formulas. The electric and magnetic fields in the rectangular chirowaveguide due to a point dipole excitation oriented in the y-direction are derived. The detailed numerical analysis includes the novel features of the dispersion relations, the effects of chirality on the novel features of the rectangular chirowaveguides, some newly discovered features, and vector field plots and contour plots of higher order modes of electric and magnetic fields     

面向时移电视类业务的组合测试方法的探讨

时移电视类业务具有操作复杂、功能多等特征.由于当前的测试方法并没有对系统中各个参数之间的作用进行考虑,所以无法发现系统中存在的故障和缺陷.文章利用自适应组合法测试方法对时移电视类业务进行组合测试,实践证明,可以精确定位故障,而且可以及时发现时移业务中存在的问题.