最大熵谱法(MEM)求多自由度结构振动瞬态信号模态阻尼比的研究

本文提出了用最大熵谱法(MEM)求瞬态多自由度结构振动(如爆炸、冲击等)信号阻尼比的新方法,该方法能把瞬态多自由度结构振动信号用MEM法的一次计算求得多个模态的阻尼比。文内介绍了用MEM法求阻尼比的理论引计算方法,给出了仿真计算与实际应用于房屋结构控制爆炸信号和油罐振功信号阻尼比计算的结果。在文中还探讨了最大熵谱值的可靠性问题,通过计算证明,MEM法的谱值是具有一种相对准确的特殊规律性,用于计算瞬态信号的阻尼和传递率等有其显著的优点。     

一种基于傅里叶基神经网络的频谱分析方法

该文提出了一种用递推最小二乘法训练傅里叶基神经网络权值的频谱分析方法。其主要思想是采用递推最小二乘法训练傅里叶基神经网络权值,根据权值获得信号的幅度谱和相位谱。该方法不涉及复数的乘法运算和加法运算,便于软件和硬件实现,特别适合于DSP软硬件实现。仿真结果表明,该方法不仅计算精度高,计算速度快,而且具有噪声滤波功能,是一种有效的频谱分析方法。     

一种新的高分辨率谱分析法：最小对称发散度谱分析法

本文提出了一种新的高分辨率谱分析法——最小对称发散度(MSD)谱分析法。该方法把最小交叉熵谱分析法(MGEM)所使用的最小非对称发散度准则修改为MSD准则,使得它利用了先验谱中含有的全部平均鉴别信息,从而给出了性能优于MCE谱的谱估计。本文还开发了MSDM的非迭代快速算法,该算法把MEM算法拓广应用于计算随机信号的MSD谱,因此它具有与MEM算法相同的计算有效性。计算机模拟例证了本文开发的MSDM及其快速算法的正确和有效,也例证了MSD谱的性能明显优于MCE谱。     

关于阿贝尔群上的希尔伯特和张—哈特莱变换(英文)

本文讨论了有限阿贝尔群上的希尔伯特变换和张—哈特莱变换的性质。由于引入了群元素排序的概念和定义了函数的奇偶性,从而能够将函数划分出真函数与虚函数两种类别。本文引述了作者和L.Salinas 1986年在国际多值逻辑学术会议论文集上发表文章的主要结果,即实偶函数的奎斯特恩逊谱是实的和偶的;实奇函数的谱是虚的和奇的;取实值的真函数和虚函数两大类型函数的希尔伯特变换同它们的奎斯特恩逊谱的实部与虚部有明确的关系。在这基础上本文详细论证了张—哈特莱变换的性质,并提出了一种快速算法。本文证明了一个函数的奎斯特恩逊功率谱可以直接用张—哈特莱变换计算。因为这种变换是实值的,因此复数运算是可以避免的。     

基于时间反转的MIMO雷达实值MUSIC算法

针对时间反转(TR)多输入多输出(MIMO)雷达多重信号分类(MUSIC)算法计算量庞大的问题,提出一种基于时间反转的MIMO雷达实值MUSIC算法。首先,通过采用降维思想对TR MIMO回波信号进行降维处理,来减少计算量;然后,为将协方差矩阵转化到实数域,构造酉变换矩阵进行实值变换;最后,分解出实值协方差矩阵的噪声子空间,构造谱函数估计信号波达角。相对于传统的MUSIC算法,该算法借助实值变换剔除了复数运算,极大地降低了计算量,而且不需要空间平滑降低阵列孔径就具有解相干的能力。仿真结果证实了算法的正确性。     

基于FPGA的复数浮点协方差矩阵实现

基于FPGA的协方差矩阵运算的实现大多采用的是定点计算方式,在运算过程中,存在数据处理动态范围小,容易溢出,截断误差等问题。加之以空间谱估计为研究背景的协方差矩阵运算,大多得到的是针对特殊阵列模型的实对称矩阵,不具备通用性。针对定点运算的不足和该运算的适用范围,研究了浮点运算和复数运算的特点,提出了基于复数矢量的浮点协方差运算的FPGA实现方案。在Altera／stratix／EP1S20F780C7中的仿真和调试结果表明了该方案的有效性。     

可自定阶的阶递归ARMA谱快速估算法

本文的目的在于:1)给出一种非对称Toeplitz线性方程组的快速解法,把这种方法用于ARMA谱AR参数的求解,能比现有的方法减少约1/3的计算量;2)说明了在一定条件下,非对称Toeplitz阵可唯一地三角分解成预测系数阵之积,利用这个结果可方便地计算其逆阵和行列式;3)在此基础上,给出一种把AR参数的求解包含千定阶过程中的ARMA谱快速估算法,并大大降阶了定阶过程的计算复杂性。作者还用数值结果验证了所给算法,并与相应的AR谱估计法作了比较。     

基于分数低阶协方差的AR SαS模型α谱估计

根据自回归(AR) SαS模型的α谱,分析了基于分数低阶矩(FLOM)法估计AR SαS模型参数的不足.提出了一种基于分数低阶协方差(FLOC)的AR SαS模型参数估计方法,并给出了基于FLOC的AR SαS模型α谱方法.分别对AR SαS模型参数的估计、α稳定分布噪声中单一正弦信号的估计和两个正弦信号的分辨进行了仿真.仿真结果表明,基于FLOC的AR SαS模型α谱估计方法对于不同的α值均具有较好的韧性.特别是在α值较小,即α稳定分布噪声概率密度函数(PDF)拖尾比较严重时,本文所提出的基于FLOC的AR SαS模型α谱估计方法,其性能明显优于基于FLOM的AR SαS模型α谱估计方法.     

模2n数乘运算的向量Walsh谱“1”值点分布特性

模2n 数乘运算(y=c×x mod 2n)是一个常用的密码算法编码环节,在许多密码算法中有广泛的应用,如Sosemanuk, RC6, MARS等。当常数c取奇数时,该运算环节是一个具有较好的混乱扩散性和良好实现效率的非线性置换。该运算可看作一个向量值布尔函数,目前没有公开文献对此环节的向量 Wal sh 谱的循环谱值特性进行研究。该文对y=c×x mod 2n(c是任意固定的奇数)的向量Walsh谱的循环谱值特性进行研究,证明了不存在模2n数乘运算的Wal sh谱值为-1的输入输出组合,并给出了满足模2n数乘运算的循环Wal sh谱值为1时的输入输出组合的结构和计数。     

傅里叶变换光谱相位校正的FPGA实现方法

傅里叶变换光谱仪因具有分辨率高等优点已被用于新一代大气垂直探测仪。这种光谱仪获取的数据量很大,只有进行星上数据处理才能降低数据发送量。方法之一是在轨光谱复原。由于非零光程差采样等原因使采样干涉图存在相位差,经傅里叶变换得到的复数光谱需进行相位校正以获得实数谱。FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种很有应用前景的星上数据处理硬件平台。阐述了相位误差的来源及几种相位校正方法。平方根法适于FPGA硬件实现。针对采用传统方法计算平方根时需要很多硬件资源及精度较差的问题,提出采用CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法完成复数光谱模值和相位角的计算。重点论述了CORDIC算法的FPGA实现结构,分析了其实现的精度、速度和所需的硬件资源。结果表明,采用CORDIC算法计算,复数光谱的相位和模值具有很好的精度和速度,所需的硬件资源较少。     

并元卷积与zhang-Hartley变换

本文讨论了多进制并元卷积、并元相关同Zhang—Hartley变换的关系,提出了一种Zhang—Hartley变换的快速算法。本文证明了,并元卷积、并元相关和Chrstenson变换都可以直接用快速Zhang-Hartley变换计算。这种计算方法,由于用实数运算和实数存贮代替了复数运算和存贮,从而提高了计算速度、降低了设备的复杂度。     

海杂波AR谱多重分形特性及微弱目标检测方法

该文研究了海杂波功率谱的多重分形特性。为了克服频谱傅里叶分析的缺点,用现代谱估计的方法来计算海杂波的功率谱。AR模型是一个线性预测模型,它通过序列的自相关函数矩阵来估计功率谱,并且具有更精确的频谱分辨率。该文主要分析基于AR谱估计的海杂波功率谱的多重分形特性,以及在微弱目标检测中的应用。首先,以分数布朗运动(FBM)模型为例,证明其功率谱具有多重分形特性。其次,根据X波段雷达的实测海杂波数据,通过多重去趋势分析法(MF-DFA)验证了海杂波AR谱的多重分形特性。最后,分析了海杂波AR谱的广义Hurst指数以及影响参数,并提出一种基于局部AR谱广义Hurst指数的目标检测方法。实验结果表明,该种检测方法具有海杂波背景下微弱目标检测的能力。与现有的分形检测方法和传统的CFAR检测方法对比,该算法在低信杂比情况下具有较好的检测性能。     

基于CORDIC算法的复数除法器FPGA实现

在现代数字信号处理电路设计中,除法器有着广泛的应用。这里阐述一种复数除法器的设计思想和实现方法,引入CORDIC算法到复数的除法运算中,利用CORDIC旋转操作来代替乘、加法操作,然后采用双比特移位操作得到最终运算结果。经CORDIC旋转后数据最多只放大2位位宽,因此可以减少硬件实现中的器件迭代次数。经过FPGA验证结果表明,整个设计运算速度快、节省器件,并且计算精度高。     

基于实值矩阵的宽带信号DOA估计方法

针对传统宽带信号DOA估计算法的高计算复杂度问题,提出使用实值矩阵改进的算法。与传统算法在复数协方差矩阵的基础上进行DOA估计相比,本算法仅使用复数协方差矩阵的虚部构造出一个实值矩阵,并在此实值矩阵的基础上,使用子空间算法进行DOA估计。实值矩阵不仅能够降低特征值分解的计算量,而且得到的噪声子空间与真实DOA和镜像DOA均正交,因此在DOA迭代估计时,仅需要对一半的角度进行谱峰搜索,而对于搜索时出现的角度模糊问题,可通过MUSIC算法去模糊,从而达到正确估计效果。相比于传统宽带信号DOA估计算法,本算法在保持DOA估计精度几乎不变的基础上,有效降低了算法计算量,计算机仿真结果验证了本文算法的有效性。     

基于余弦调制结构信道化接收机的设计

讨论了一种基于DCT-IV的余弦调制滤波器组的设计方法,推导了DCT-IV的快速算法,采用余弦调制滤波器组实现信道化接收机的设计。该方法避免了传统信道化结构的复数运算,采用实数运算提高计算效率。设计简单、计算快速,对该方法进行了仿真实验,验证了该结构接收机的有效性。     

基于图像结构信息复数表示与奇异值分解的灰度图像质量评价方法

为了进一步突出图像结构中人眼敏感的重要特征,采用复数矩阵表示图像结构,将图像的局部方差和像素灰度值分别作为复数的实部和虚部。进而对复数矩阵进行分块奇异值分解,分析了传统奇异值分解图像质量评价方法的特点,将复数矩阵每一分块奇异值分布的标准差作为分块图像结构的表征,分别计算参考图像与待测图像对应图像分块奇异值标准差,从而得到了图像结构失真映射图谱,通过计算图谱中的数据分布特征得到最终的量化评价结果。采用LIVE数据库中包含5种失真类型的779幅测试图像验证所提的算法。试验结果表明,本文方法采用复数矩阵描述图像结构信息,平衡了对各种失真类型的敏感程度,与人眼视觉感知(HVS)的一致性优于传统方法。     

快速傅氏变换的一个改进算法

正 我们知道,对于N=2点的复数离散序列,快速算法能以(N/2)次复数乘法实现其傅氏变换,比N2次复数乘法的实现方法,运算次数大为减少,速度大为提高。这对数值计算和数字信号处理技术都有重大的意义。快速傅氏变换(FFT)出现虽仅有15年,但已有了很大的发展,在实践中已得到广     

一种基于神经网络算法的频谱分析方法

提出了一种基于神经网络算法的频谱分析方法,研究了神经网络算法的收敛性,给出了频谱分析的应用实例.研究结果表明,本文提出的频谱分析方法不涉及复数的乘法运算和加法运算,计算精度高,且速度快,便于软件和硬件实现,特别适合于DSP软硬件实现,因而是一种有效的频谱分析方法.     

一种自适应旁瓣对消相关矩阵快速构建算法

为了解决传统自适应旁瓣对消（ASLC,adaptive sidelobe cancellation）算法中构建相关矩阵所需大量复数运算问题,根据开环自适应旁瓣对消的基本原理和ASLC系统中相关矩阵和互相关向量的特点以及工程实现的要求,找到了一种快速构建相关矩阵的新算法,并详细说明和分析了该算法的运算流程和计算复杂度。经过理论仿真和DSP开发软件环境验证,该算法的计算复杂度明显小于传统算法。     

基于全相位频谱分析的相位差频谱校正法

为精确估计噪声背景下正弦信号频率、幅值、初始相位的真实值,结合全相位FFT与传统FFT谱分析形成了一种新的相位差频谱校正法。该法计算复杂度低,方便快捷。由两种主谱线上的谱分析结果经过简单运算即可校正出频率和幅值,而直接取主谱线上的全相位FFT相位谱值无需校正即可得到初始相位。由于全相位FFT具有抑制频谱泄漏的优良特性,因此该法适合于密集频率分布场合。该法相位估计误差非常低,无噪时处于10#61485;7分辨率级。