李萨如模式的LSDs像素数据流重建方法

在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDs)中,由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性,重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。文章提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点,而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现,验证了理论分析的结果。     

李萨如模式的LSDs像素数据流重建方法

在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDs)中,由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性,重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。文章提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点,而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现,验证了理论分析的结果。     

李萨如模式激光扫描显示系统像素数据流重建方法

在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDS)中,由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性,重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点,而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现,验证了理论分析的结果。     

李萨如模式的LSDs像素数据流重建方法

在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDs)中,由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性,重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。文章提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点,而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现,验证了理论分析的结果。     

用于光子计数单像素成像的去块状采样网络

将光子计数技术和单像素成像结合,能实现高灵敏、低成本的光子计数成像,但存在采样时间和重建时间长的问题。基于深度学习的压缩采样和重建网络,将去除偏置和激活函数的全连接层作为测量矩阵,通过从数据中学得高效的测量矩阵和避免传统迭代算法带来的巨大计算量,实现了更快、更高质量的图像重建。但利用全连接层进行高分辨图像的分块压缩感知时,重建图像会产生块状效应。针对该问题提出了重叠分块采样网络（Os_net）、嵌套采样网络(Ns_net)、卷积采样网络（Cs_net）等三种方法以取代全连接层采样。在重建网络的设计中,使用线性映射网络对图像进行重建,设计实验结果表明Cs_net的去块状化效果最好。将Cs_net二值化后应用于光子计数单像素成像系统,实验结果表明Cs_net除块状化明显优于传统算法TVAL3,且Cs_net在重建质量上也同样取得了较好的效果。     

基于多维分层采样的时间维度型大数据流整合系统设计

现有大数据流整合系统采用统一随机采样策略,当整合环境存在干扰时会出现严重的数据丢失现象,为解决上述问题,引入多维分层采样策略,分别从硬件和软件两个方面实现对时间维度型大数据流整合系统的优化设计。在硬件方面主要改装微处理器、存储器以及数据分类器等元件,提高硬件系统的运行稳定性。在此基础上,搭建多时间维度数据分层模型,并通过大数据流业务系统数据实现数据探查,并以多维分层的聚类算法为底层逻辑,检测数据质量。最终将质量检测合格的数据流整合在一起,从而实现系统的数据流整合功能。通过系统测试得出如下结论:在复杂环境下,基于多维分层采样的时间维度型大数据流整合系统的丢失数据量为1.25 MB,与传统整合系统相比减少了15 MB。     

基于李萨如图的光纤分布式传感系统定位方法

提出了一种基于传感信号李萨如图的定位方法,对扰动进行定位。根据李萨如图的拟合椭圆,研究了拟合椭圆参数和时延之间的线性关系。利用实验室建立的2km的Mach-Zehnder(MZ)干涉仪型光纤分布式扰动传感系统,在2 Mb/s的采样速率下,应用李萨如图定位方法实现了100m的定位精度,多次测量的平均定位误差为50m,小于互相关法的定位误差。该方法简单,无需信号的先验知识,具有更好的稳定性。     

混沌调制模信转换实验研究

混沌压缩感知是一种采用混沌系统实现随机测量,利用稀疏正则非线性最优化技术实现信号重构的非线性压缩感知理论;具有实现结构简单,测量数据保密性强等特点。混沌调制是一种基于混沌压缩感知理论的模拟信息转换方法,该方法将待采样信号调制到混沌系统的参数上,通过低速采样混沌系统状态输出实现压缩采样。本文设计了一个基于Lorenz系统的混沌调制实验系统,测试了实验系统对不同稀疏度的频率稀疏信号的重构性能,实验结果验证了混沌调制模信转换的可实现性。      

基于CFG的连续TTD系统研究

提出并实验验证了一个四通道的基于啁啾光栅的连续可调光控延时系统,该系统适合于频率达10 GHz的相控阵天线的波束形成及扫描,使用一种基于啁啾光栅的延时网络和一种新型的波长等间隔增大或减小的多波长可调谐线性腔光纤激光器.光纤激光器的等波长间隔,通过相等增量的作用力挤压或拉伸激光谐振器中固定在一个有机塑料盘上成一定的角度相邻的布拉格光栅来调谐.光控延时是通过被调制光在一个线性啁啾光栅的不同位置反射而实现,波长等间隔激光可获得等间隔的延时.     

全向激光告警系统中激光光斑精确定位方法

在成像型全向激光告警系统中,大视场探测与精确定向构成一对矛盾.为提高全向激光告警的定向精度,需要对激光光斑进行亚像素级的精确定位.在分析了鱼眼镜头大视场聚焦探测像差引起的光斑非对称性,并且信息量不足,不易于实现亚像素激光中心定位的基础上,提出通过镜头离焦的成像方式探测激光,使得激光在成像面上形成一定大小的弥散圆形光斑.在面阵探测器获取光斑采样像素点的基础上,通过双三次B样条插值曲面重建圆形光斑.并提取一定灰度值的光斑圆周插值点,作为圆形光斑边缘.通过快速Hough算法计算圆心,从而实现光斑中心的亚像素精度定位.通过实验对比验证,说明该方法可有效地提高激光光斑中心定位精度.     

基于减采样技术的快速高分辨数字全息重建算法

为了缓和传统数字全息重建算法在分辨率和计算量之间的相互制约关系,基于欠采样数字解调理论,通过对恢复后的物波场先进行空域或频域减采样,滤除物波中的冗余信息,然后通过补零算法提高有用信息的重建分辨率,从而实现高分辨数字全息的快速重建。分别给出了减采样菲涅尔重建（FR）算法和减采样角谱重建（AS）算法的最大允许采样间隔,推导...     

大气激光通信系统偏振移位键控调制技术

为了实现自由空间高速激光通信,对基于偏振移位键控的激光通信调制和解调技术进行了研究。介绍了一种基于PolSK的调制与差分解调方法,对实现大气信道中高速激光通信的调制与解调方法进行了研究,并通过理论推导及计算机仿真验证了其可行性。仿真研究结果表明:虽然大气信道对激光的传输特性有一定的影响,但利用以左右旋圆偏振光调制为基础的偏振态移位键控方法实现数据调制传输,并采用差分探测解调技术,可以实现传输速率为2.5 Gb/s、传输距离为20 km的低误码率数据传输。基本满足了空间激光通信系统的稳定可靠性、简便易实现、抗干扰能力强等要求。     

基于超阈值时间技术的激光关联成像

针对现有基于全波形采样的激光关联成像回波采集数据量大且测距精度和测距分辨率受限于采样率的问题,研究了一种基于超阈值时间(TOT)技术的激光关联成像方法。利用基于TOT技术的时间宽度或峰值反推方法获取回波信号的强度信息,分析了TOT响应阈值选取、激光脉冲宽度、TOT测量误差对激光关联成像重构结果的影响。结果表明:基于TOT技术的回波信号获取方法可以实现激光关联成像;TOT响应阈值选为回波信号峰值的35%、激光脉宽不小于30个采样间隔、TOT测量误差的均方根误差小于1个采样间隔,能够保证较好的重构质量。此外,基于峰值反推获取目标回波信号强度信息的方法比基于TOT的时间宽度表征方法更准确。     

基于虚拟现实技术的激光三维图像优化系统设计

为提升激光三维图像视觉效果,设计一种基于虚拟现实技术的激光三维图像优化系统。将激光三维图像在DS90CF286中变换成TTL标准图像信号发送至FPGA,由FPGA将图像信号缓存在存储器DRRAM中,再传输至基于虚拟现实技术的图像信号处理器中,处理器使用基于虚拟现实技术的图像优化模型,为用户提供身临其境的图像优化操作环境,此模型主要在OpenGL绘图工具的驱动下,通过光线投射法,将研究目标以激光透射的形式,重建其激光三维图像;再使用基于自适应滤波的激光三维图像增强方法,增强重建后图像的像素信息;针对像素信息增强后图像,采用基于虚拟现实技术的激光三维图像的颜色渲染方法,完成图像像素信息的颜色渲染。经测试,采用设计系统后,激光三维图像视觉效果得以优化,图像的对比度与信息熵都满足应用需求。     

多模光纤远端光场重建的采样方案（特邀）

利用相位恢复算法可以从光纤近端的光强分布求解光纤远端的场强分布。光纤的响应可以用传输矩阵描述。实验上则是在不同的输入情况下对输出端的光强分布进行足够数量的采样来测量传输矩阵。显然,采样点的位置分布,包括采样点数目和间隔,影响着传输矩阵的测量,而相位恢复算法的精度和效率与传输矩阵有关。文中提出采样间隔应该大于出射散斑大小,以满足传输矩阵不同行的统计独立性,在保证图像重建质量的条件下减少采样点数,提高重建效率。实验结果表明,当采样间隔小于散斑大小时,相同的图像重建质量下,随着采样间隔的增大,光场重建所需的采样点数量明显下降。当采样间隔大于散斑时,所需的采样点数量变化缓慢,约为输入图像像素数量的3.5倍。采样间隔固定时,随着采样点数的增加,相位恢复算法消耗的时间先减小后增大,因此存在一个最佳的采样间隔与采样点数。     

基于时域采样的灵巧噪声干扰研究

针对线性调频脉冲压缩雷达,基于信号时域采样原理提出了一种新的灵巧噪声信号--参差间隔采样干扰信号.理论分析表明,干扰信号经线性调频脉压网络处理后,在目标回波前后一定距离范围内形成了假目标群,通过调整采样方波的脉宽、参差重复周期和调制相位,可以实现假目标幅度、数量和空间分布的控制.仿真实验给出了参差间隔采样信号的干扰效果,验证了理论分析的正确性.     

新型紫外光通信系统调制解调器的FPGA实现

通过对功率利用率,误码率,带宽效率以及实现电路的复杂程度进行比较,选用定长数字脉冲间隔调制作为紫外光通信的调制解调方法,基于XILINX可编程逻辑器件XC4VSX35 FPGA设计实现了一个紫外光通信的调制解调系统,详细介绍了此调制解调系统的实现过程.Model Sim的仿真结果证明了该设计的正确性.     

基于信号分离的GNSS干扰信号抑制

全球导航卫星系统广泛应用于军事、通信等多个领域，但导航信号容易受到空间中电磁干扰的影响，造成性能严重下降。文中基于信号分离的方法研究了欠采样情况下的干扰抑制问题，通过对干扰信号幅度调制信号的分解构建了稀疏观测模型，利用稀疏贝叶斯学习实现对干扰信号的重建，进一步从接收信号中剔除重建的干扰信号，得到干扰抑制后的导航信号。仿真结果表明：文中所提方法能够有效抑制导航信号中的干扰，提升导航信号的质量，在欠采样情况下该方法仍然具有较好的干扰抑制性能。     

基于等光频细分重采样的调频干涉测距方法

为了解决调频连续波(FMCW)激光器调制非线性导致的测量信号频谱展宽降低激光干涉测距精度的问题, 采用一种基于等光频细分重采样的调频干涉测距方法, 进行了理论分析和实验验证, 获得了双光路测距系统对不同位置目标信号等光频细分重采样后的波形数据, 并进行了频谱分析。结果表明, 通过等光频细分重采样的方法, 使用细分后的时钟信号点对距离大于辅助干涉光路光程差的目标测量信号进行重采样, 消除了激光器的调制非线性的影响, 并且避免了采样点数不足引起信号失真的问题; 在4.3m测量范围内, 等光频细分重采样测距系统与激光干涉仪相比最大残余误差不超过±18.46μm, 最大测量标准差为23.39μm; 该方法使用的辅助干涉光路光程差很短, 受环境的影响较小, 可以获得稳定的时钟信号, 并且可以减少双光路FMCW测距系统的体积与成本。该研究为长距离、高精度调频连续波测量提供了实用参考。     

同轴数字全息相位恢复算法采样距离优化研究

相位恢复算法被广泛应用于去除同轴数字全息共轭像。其中,多采样距离相位恢复算法相比于基于单幅全息图的相位恢复算法,尤其是在两幅全息图的重建算法中,重建精度更高且收敛速度更快。针对采样距离和采样间隔对再现物光波前的精度的影响,通过记录不同采样距离的多幅数字全息图,进行相位恢复。通过分析比较再现相位像的标准化均方根误差,得到优化算法的最佳采样距离和采样间隔。结果表明,采样距离在130～160mm范围内时误差较小,采样距离为150mm、采样间隔为2mm时误差最小,仅0.0096。