单探测器偏振相干层析的生物组织成像

主要研究了基于单探测器的偏振光学相干层析技术(PS-OCT),探索并验证其定性检测生物组织双折射性质的能力.论述了单探测器PS-OCT系统检测组织双折射性质的理论,并利用Monte Carlo方法模拟了双折射对Stokes矢量分布的影响.在此基础上,搭建了单探测器PS-OCT系统,系统的纵向分辨率可达10μm.利用该系统对牛软骨组织进行成像实验,获得反映牛软骨双折射性质的组织图像,理论和实验结果均表明,基于单探测器的PS-OCT系统可以检测组织双折射件质的变化,能够应用于医学诊断组织病变.     

空间扫描型多通道光纤F-P解调系统中LED光功率自适应方法

针对空间扫描型多通道光纤Fabry-Perot(F-P)解调系统中LED输出光功率变化及通道间光 功率损 耗差异引起解调系统信噪比(SNR)下降进而影响解调精度的 现象,提出一种基于差分滤波法评价SNR水平的快速LED 输出光功率自适应调节方法,通过模拟调光方式使低相干干涉信号维持较高的 SNR水平。搭建四通道光 纤F-P压力解调系统进行实验研究,结果表明,本文方法可在0.36s 之内恢复链路损耗突变造成的SNR波 动;在5～150kPa压力范围内,最大压力解调误差为0. 038kPa,解调精度优于0.03%(F.S.)(F.S.表示全量 程), 与以往固定光源功率方法相比,精度提高2.28倍以上;在102kPa下采用本文方法调节后的各通道SNR均优 于 26.5dB,有效提高了光功率变化情况下光纤F-P系统 SNR及解调精度的稳定性。     

频域偏振敏感光学相干层析系统的研制及应用研究

偏振敏感光学相干层析(PS-OCT)是在OCT技术基础上发展起来的一种可以测量样品偏振特性的层析测量方法.本文将具有更快扫描速率及更高灵敏度的频域OCT技术与偏振特性测量相结合,研制了频域PS-OCT系统,纵向分辨率达到了11 μm,实现了高于260 Hz的扫描速率,获得了样品双折射、Stokes向量的偏振信息图像.该实验系统对肌腱、肌肉纤维等生物组织样品进行的应用实验显示了PS-OCT成像方法在生物医学成像中的独特优势和发展潜力.     

基于LPFG滤噪和混合放大的长距离FBG传感器系统

设计的基于长周期光纤光栅(LPFG)滤噪和掺Er光纤(EDF)/喇曼混合放大的长距离光纤布拉格光栅(FBG)传感器系统,不但优化了系统的信噪比(SNR),而且使传感距离提高到50 km.该系统以高功率扫描激光器作为传感光源和解调系统,加入的LPFG减小了双向喇曼放大的自发辐射(ASE)噪声和FBG后向反射噪声,同时双环形器的EDF结构利用剩余的泵浦功率产生ASE光和放大传感信号,为后端FBG提供了光源以及提高了后端FBG的SNR.带LPFG的混合放大与EDF/喇漫混合放大相比,实验表明,FBG 1和FBG 2的SNR分别提高了4.40 dB和4.38 dB,而且分布在50 km光纤上的4个FBG均获得了大于15 dB的SNR.     

基于阈值理论的远紫外成像光谱仪灵敏度和信噪比研究

基于阈值理论,提出了构建双探测器型120~180nm远紫外(FUV)成像光谱仪的灵敏度和信噪比(SNR)计算模型的方法.首先研究了接收信号的光电流分布以及系统噪声的概率分布,然后引入探测概率和虚警概率因子,从而建立了仪器的灵敏度与SNR的计算模型.并根据电离层中粒子辐射波长的亮度范围,获得仪器的理论最小探测功率,它反映...     

激光选通成像系统MTF与SNR的仿真与实验研究

距离选通技术能有效提高主动成像系统的信噪比,但远距离选通成像系统的调制传递函数(MTF)和信噪比(SNR)与被动成像系统存在较大差异。分析了影响主动成像系统MTF与SNR的主要因素,推导了主动成像系统SNR与照明光强闪烁率的关系。分别使用氙灯和半导体泵浦的固体激光器进行了远距离主动成像实验,测得成像系统空间分辨率与湍流强度和光强闪烁率之间的关系与理论计算吻合。     

基于改进LSOOC的SAC-OCDMA通信系统性能分析

提出了一种基于改进的latin方阵光正交码(MLSOOC)、适合光谱幅度编码(SAC)光码分多址(OCDMA)系统的地址码构造方法,码字间有理想的互相关,容量达到了SAC的上限.分析了SAC编解码的原理、光纤Bragg光栅(FBGs)谱幅编解码的工作过程及在考虑相位引起的强度噪声(PIIN)、热噪声和散弹噪声情况下的系统信噪比(SNR)和误码率(BER).结果表明:在光源和信道理想条件下,多址干扰(MAI)可以消除;在考虑噪声的情况下,可以有效抑制PIIN减小BER;在满足一定BER下,系统承载的同步上路用户多容量比用Hadamard码大大增加.     

基于双重调制技术的可见光通信系统研究

LED调制带宽制约着可见光通信(VLC) 系统的数据传输速率。为此,提出一种基于双重调制技术COB(chip on board)封装 的LED灯具,通过实现16级脉冲振幅 调制(PAM),将系统数据传输速率提升4倍;结合脉冲宽度调制(PWM)技术 进行调光,同时兼顾室内的照明及通信。采用Matlab软件模拟仿真视频传输试 验。结果表明,在相同信噪比(SNR)的情况下,基于双重 调制技术的VLC系统的误码率(BER)比传统使用开关键控(OOK)调控技术系 统的BER更低。本文系统在不增加器件带宽前提下,成倍提高了无线通信的 质量与 数据传输速率;从照明与通信的角度优化了VLC系统的信源,具有广阔的 应用前景。     

基于改进互耦系数估计算法的自适应波束形成

阵列信号在实际应用中,常常会面临噪声的干扰,低信噪比(signal noise ratio, SNR)时波束形成器性能会急剧下降. 针对该问题,提出一种基于改进互耦系数估计的抗互耦算法的自适应波束形成,即研究信号在不同输入SNR以及不同干扰波达方向(direction of arrival,DOA)估计误差下的互耦系数估计误差;并通过误差分析修正原算法不同SNR下参与估计信号的数目. 改进算法改进了导向矢量和期望信号,提高了低SNR下互耦系数估计的准确度,对比分析验证了其在低SNR情况下有更强的抗干扰能力,对互耦现象有着更好的稳健性.     

光通信乘性噪声信道基于LDPC码的SNR估计方法

针对目前现有的信噪比(SNR)估计 方法不适用光通信中乘性噪声信道的问题,分析了乘性噪声信道下,SNR失配 对低密度奇偶校验(LDPC)码性能的影响,并通过仿真表明乘性噪声信道下 SNR精确估计的必要性。提出了一种基于量化的LDPC 码判决反馈的SNR估计方法,首先对接收到的光信号进行量化,利用 简化后的期望最大(EM)算法对量化后的SNR 进行一次粗估计,接着利用基于LDPC迭代译码的判决反馈结果对 SNR进行精估计。仿真结果表明,本方法能够在接收 信号的均值和噪声方差等参数未知情况下,能有效完成LDPC码迭代译码的辅助 工作;在误码率(BER)为10－5时,SNR估计后 ,LDPC码的译码性能距离理想情况下的译码性能,仅有约0.12dB以内损失。     

THE METHOD OF SEPARATING HARMONIC SIGNALS FROM MULTIPLICATIVE AND ADDITIVE NOISES

This paper focuses on the extraction of a harmonic signal from multiplicative and additive noises. A method is proposed in two stages: (1) to square the original discrete time series, which in- cludes both signals and noises, and form a new time series. By this means, the multiplicative noise is converted to additive noise; and (2) to filter out the noise by using existing noise removal schemes. With a large amount of simulation, experimental results demonstrated the efficiency and effective- ness of this newly developed method in terms of Signal-to-Noise Ratio (SNR) and other criteria. From the experiment, it is also found that: the two kinds of noises affect the SNR differently. In gen- eral, the SNR is not influenced by multiplicative Gaussian noise regardless of its variance. However, if both kinds of noise exist, the SNR decreases with the incensement of the Variance of Additive Noise to Multiplicative Noise Ratio (VAMNR). This analysis is also supported by simulation work.     

CCD区域倍频读出及其对成像的影响

在某空间项目中,需要使用一款指定的CCD传感器研制一套用于空间成像的CCD摄像机系统,并且要求图像的帧频高于CCD传感器的标准帧频。简单的超频读出CCD会使摄像机的信噪比下降。文中首先分析了CCD摄像机在空间条件下影响成像信噪比的多种原因,发现读出噪声对输出图像的信噪比影响是最大的。使用区域倍频读出方法来提高CCD摄像机的输出帧频,即在图像的水平和垂直方向都使用4倍的时钟读出部分像元。最后把区域倍频读出CCD的图像信号和整体超频读出CCD的图像信号进行了信噪比对比检测,测试结果表明区域倍频读出的CCD图像质量较好。     

双向时分复用光纤时间传递链路噪声分析

研究分析了双向时分复用(BTDM)光纤时间传递链路 的主要噪声及产生机理,建立了基于BTDM光纤时间传递 的链路噪声模型。仿真分析了激光器强度噪声、光放大器增益与个数、接收机带宽等对BTDM 光纤时间传 递接收信噪比(SNR)的影响。结果表明,BTDM光纤时间传递 接收SNR在光放大器达到最优增益时最大,且最 大SNR随光放大器个数的增加而增加并趋于稳定;相同长度光纤链路,光放大器个数越多 ,在一定范围 内,激光器相对强度噪声对BTDM光纤时间传递链路接收SNR 影响更大,接收机带宽对BTDM光纤时 间传递接收信号抖动的影响越小;BTDM光纤时间传递接收SNR随定时信号前 光持续时间的增加而减小,并趋于WDM方案的SNR。     

基于相位匹配原理的稳健方位估计

文中介绍了一种新的信号方位估计原理--相位匹配原理(PMT),该原理计算简单、且不受噪声相关特性的影响。论文提出了一个新的基于矩阵范数的判别准则,该准则极大地改进了方位的估计精度和方差,并保持了算法计算简单的特点。仿真结果表明改进后的准则在高信噪比下接近MUSIC的估计性能,在低信噪比下却超过MUSIC估计,而且其估计性能不受未知相关噪声的影响。     

基于APD的“猫眼”目标主动探测系统信噪比分析

信噪比是表征激光主动探测系统性能的重要指标,通过分析雪崩光电二极管(APD)的噪声来源和离焦“猫眼”目标回波功率,建立了APD探测器的信噪比模型,分析了离焦量、目标距离、激光发散角对APD探测器信噪比的影响,并进行了数值模拟分析,结果表明:离焦量的增大会引起“猫眼”目标回波功率变小,进而使APD探测器信噪比减小;“猫眼...     

相位噪声对PSK系统性能的影响

在介绍相位噪声定义的基础上,分析了相移键控(PSK)接收系统的本振信号源相位噪声对误码率的影响.以QPSK调制方式为例,仿真了相位噪声对系统误码率影响,结果证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性.以实际工程中使用的本振信号源为例,推导了相位噪声和信号抖动所导致的BPSK和QPSK接收系统信噪比的限制.理论分析与工程...     

脉冲噪声对空时分组码性能影响的研究

该文对脉冲及非高斯噪声环境下空时分组码(STBC)性能进行了研究。采用脉冲和高斯加性混合噪声模型,利用矩母函数(MGF)分析方法,通过建立多发单收(MISO)近似等效模型,推导出Rayleigh衰落信道下MISO空时分组码误符号率(SER)闭式表达式的渐近解。在此基础上,对于不同脉冲噪声发生概率、脉冲噪声与高斯噪声功率比条件下STBC的性能进行了分析。结果表明,即使在高信噪比情况下,混合噪声也将会使STBC系统性能显著降低。蒙特卡洛仿真结果验证了SER闭式解的有效性。     

基于同步噪声选择非局部平均除噪声的最优参数

提出基于同步噪声和信噪比（SNR）自动选择非局部平均（NCM）的核函数参数的算法。为了正确估计平滑图像中的剩余噪声,一幅纯噪声图像作为同步噪声与观测图像同步进行计算,同步噪声作为图像剩余噪声的估计值。为了保持同步噪声与剩余噪声的统计特性相似,提出了一种新的NCM算子,依据图像的特征对同步噪声进行平滑,能够保持两种噪声有...     

具有环境自学习机制的鲁棒说话人识别算法

说话人识别系统实际应用时,一旦应用环境和训练环境不一致,系统的性能会急剧下降。由于环境噪声的多变性,系统训练时无法预测实际应用中的环境噪声。因此,引入环境自学习和自适应思想,通过改进的矢量泰勒级数(Vector Taylor Series,VTS)刻画环境噪声模型和说话人语音模型之间的统计关系,提出一种具有环境自学习能力的鲁棒说话人识别算法。系统应用中每当环境变化时利用语音输入前采集到的环境噪声信号来迭代更新环境噪声模型参数,进一步基于VTS确立的统计关系,将说话人语音模型自适应到实际应用环境来补偿环境失配的影响。说话人辨认实验结果表明,提出的方法在低信噪比条件下对于不同种类的噪声都能显著提升系统的识别性能。     

一种基于双通道自适应噪声对消的语音增强法

在自适应噪声对消(ANC)中,本文根据主辅通道噪声间的相关性,提出了一种自适应滤波语音增强算法。在低信噪比(-10～0dB)白噪声条件下,文中研究了辅助通道采集的噪声有无"串音"两种情况下的语音增强效果。研究表明:在无串音和有串音两种条件下,本文算法增强语音的信噪比分别比NLMS算法提高约14dB和5dB,PESQ_MOS得分分别比NLMS算法提高约1.13和0.83,同时增强语音的听觉质量得到了极大地改善。