调频高斯小波变换及其程序

本文系统地介绍了离散小波的一种常见形式─调频高斯小波，分析了尺度因子对母小波的影响，分别给出了输入函数和小波函数的离散区间的长度值及如何选取的方法。采用卷积积分法，对一定的输入函数进行了小波变换，给出了程序框图，采用Basic语言，编写了实用程序．     

基于改进差分进化算法的连续小波变换电路

提出一种基于改进差分进化算法和开关电流微分器的连续小波变换实现的新方法。引入混沌初始化种群、自适应变异和指数递增交叉概率因子,提高差分进化算法的收敛速度和精度,构造小波函数逼近模型,并利用改进差分进化算法,求得小波逼近函数及频域传递函数。采用开关电流微分器作为基本单元,设计冲激响应为小波逼近函数的开关电流滤波器组,通过调节小波滤波器的时间常数,获得多尺度小波函数,实现连续小波变换。实验结果表明该方法可行。     

基于小波分析的光谱相干电场法的误差分析

为了更精确地评价超短脉冲的特性,利用小波变换的时间频率联合分析和多尺度分析特性,将小波变换应用于光谱位相相干电场重构法（SPIDER）,对给定脉冲进行了数值模拟,讨论了小波函数的形状因子对还原误差的影响,确定了形状因子的选取原则,采用与傅里叶变换互校的方法来找到合适的形状因子来减小形状因子对还原结果的影响。最后对KLM钛宝石激光器输出的脉冲采用SPIDER法进行了测量,并与傅里叶变换结果进行了比较,证明了方法的准确性和可行性。     

基于小波分析的光谱相干电场法误差分析

为了更精确地评价超短脉冲的特性,利用小波变换的时间频率联合分析和多尺度分析特性,将小波变换应用于光谱位相相干电场重构法(SPIDER),对给定脉冲进行了数值模拟,讨论了小波函数的形状因子对还原误差的影响,确定了形状因子的选取原则,采用与傅里叶变换互校的方法找到合适的形状因子以减小形状因子对还原结果的影响。对KLM钛宝石激光器输出的脉冲采用SPIDER法进行了测量,并与傅里叶变换结果进行了比较,证明了方法的准确性和可行性。     

关于正交小波包变换的几点理论探讨

本文对正交小波包基函数在不同尺度上的传递关系、正交小波包变换系数在不同尺度上的传递关系、高斯白噪声的正交小波包变换系数的统计特性、以及正交小波包基的相关函数性质进行了理论研究,并获得了相应的理论结果,仿真实验验证了理论研究的正确性.     

小波多速率调制码元同步算法研究及性能分析

本文研究了基于正交小波的多速率系统码元同步信息的提取。分别利用小波函数的相关性及尺度函数的相关性构造了两种同步环算法,通过采用接收信号与本地小波函数和尺度函数相关的方法,利用小波变换的冗余性,提取信号的同步信息。在高斯信道下仿真表明,两种同步算法均可有效地提取信号的码元时钟,但基于尺度函数的同步环路稳定性更好,而基于小波函数的环路则收敛速度更快。     

调制信号小波变换的尺度特征

本文根据小波变换的定义和通信调制信号的一般表示形式,分析了典型调制信号的小波系数在时间-尺度平面上的特征,详细推导了小波系数达到最大时所对应的最佳尺度因子与调制类型的关系,并给出了仿真结果.理论分析和实验结果均表明,不同调制信号的小波系数有着不同特征,最佳尺度因子的变化规律与调制类型一一对应,并且与被调制的基带信号存在确定关系.最佳尺度因子的这种特征可用来构造基于小波变换的调制信号分类器和解调器.     

具有平移和尺度不变性的自适应小波变换

本文提出了一种具有平移和尺度不变性的自适应小波分解新方法,该方法利用信号的一阶、二阶矩及正交小波尺度函数,先对信号进行自适应小波"重整".然后再对重整后的信号进行普通小波变换.本文证明这种自适应小波变换是平移和尺度不变的,并给出了计算自适应小波变换系数(称为小波不变矩)的一种有效算法.对二维数字信号(图像)的实验证实了我们的结论.     

基于开关电流双线性积分器的IFLF小波滤波器设计

根据连续时间滤波器设计理论,提出了一种基于开关电流双线性积分器和IFLF结构的取样数据小波滤波器设计方法。利用麦克劳林级数逼近小波频域函数,采用开关电流双线性积分器作为基本单元设计出传递函数为频域逼近函数的IFLF结构小波滤波器。通过调节滤波器时钟频率获得任意尺度小波函数实现连续小波变换。实验结果表明了该方法设计小波滤波器具有电路结构简单,小波函数尺度易于调节,通带灵敏度低的特点。     

由小波变换的模极大值快速重构信号

本文从多尺度分析的思想出发，提出一种由信号小波变换的模极大值快速重构信号的方法，在不同尺度上，以阶跃函数在该尺度上的小波变换作为基函数，利用模极大值拟合信号的小波变换，然后进行小波反演得到重构信号。这种快速算法具有明确而直观的物理意义，实现简单方便。文中还给出了对重构信号的误差修正方法，数值方法的结果表明，这种快速重构算法对不同类型的信号同样有效。     

扩散限制聚集模型的光学小波变换

论述了用Ｍｅｘｉｃａｎ－ｈａｔ小波函数簇实现扩散限制聚集（ＤＬＡ）模型的光学小波变换（ＯＷＴ）。采用一系列离散化的压扩因子,成功地将ＤＬＡ分形图像分解成多种尺度成分。因此,该方法能简单、快速地从不同时段直观地观察分形体自相似结构的形成过程。还用光学小波变换的方法求出了ＤＬＡ分形的分维值。实验结果证实了光学小波变换是一种实时分析ＤＬＡ 模型的重要方法。     

多母小波多消失矩最优小波包滤波器的研究

采用层叠算法,计算小波包基函数的离散逼近序列。改进特征图像相关识别方法,选用识别能力评价指标,利用图像和小波包基函数相关的直接变换优点改进最优基选择,提出多母小波多消失矩最优基。生成最优基的特征图像,采用体全息相关识别系统实现虹膜的光学识别,实验取得较好的效果。设计、制作多母小波多消失矩最优基光学小波包灰阶滤波器以进一步提升识别率。检测表明,滤波器符合设计要求。实验表明,该滤波器可有效提高识别率。     

Optimal Frequency Band Design Scheme of Dyadic Wavelet Processor Array Using Surface Acoustic Wave Devices

In this paper, the relationship between the center frequency and radius of bandwidth and its effect on the frequency band characteristics of dyadic wavelet processor array using surface acoustic wave (SAW) devices are studied, and an optimal frequency band design scheme is proposed. For an arbitrary scale wavelet processor, we proposed that the center frequency is defined to three times of the radius of frequency bandwidth. The frequency band design scheme ensures that the frequency band coverage factor is equal to 100% at -3 dB, which avoid the signal loss caused by the discrete frequency band and the device waste caused by the redundant frequency band. With the frequency band design scheme, an experiment of implementing a dyadic wavelet processor array using SAW devices with five scales is presented. Experimental results confirm that the frequency band coverage factor equals 100% at -3 dB without discrete and redundant frequency band.     

Five-port silicon optical router based on Mach-Zehnder optical switches for photonic networks-on-chip

With the continuous development of integrated circuits, the performance of the processor has been improved steadily. To integrate more cores in one processor is an effective way to improve the performance of the processor, while it is impossible to further improve the property of the processor by only increasing the clock frequency. For a processor with integrated multiple cores, its performance is determined not only by the number of cores, but also by communication efficiency between them. With more processor cores integrated on a chip, larger bandwidths are required to establish the communication among them. The traditional electrical interconnect has gradually become a bottleneck for improving the performance of multiple-core processors due to its limited bandwidth, high power consumption, and long latency. The optical interconnect is considered as a potential way to solve this issue. The optical router is the key device for realizing the optical interconnect. Its basic function is to achieve the data routing and switching between the local node and the multi-node. In this paper we present a five-port optical router for Mesh photonics network-on-chip. A five-port optical router composed of eight thermally tuned silicon Mach-Zehnder optical switches is demonstrated. The experimental spectral responses indicate that the optical signal-to-noise ratios of the optical router are over 13 dB in the wavelength range of 1525-1565 nm for all of its 20 optical links. Each optical link can manipulate 50 wavelength channels with the channel spacing of 100 GHz and the data rate of 32 Gbps for each wavelength channel in the same wavelength range. The lowest energy efficiency of the optical router is 43.4 fJ/bit.     

光学小波滤波理论初探

用小波理论重新分析了光学信息处理的基本理论。首先用小波理论重新分析惠更斯-菲涅耳原理,并据此提出波前滤波思想,初步奠定了小波光学的理论基础。在此理论基础上,根据波前滤波思想,对单缝、圆屏、光栅等衍射现象进行了分析;同时也分析了空域滤波、空频域滤波、光学成像系统。结果表明,用小波分析方法研究光学信息处理问题是完全可行的,且更符合实际情况     

红外镜头的热光学特性分析

考虑环境温度是红外光学系统成像质量的主要影响,需要对红外镜头进行热光学特性分析。阐述了利用齐次坐标变换去除镜面刚体位移的方法,以某红外镜头为例,用有限元软件ANSYS对红外镜头进行热应力分析,并去除镜面产生的刚体位移;对处理后的面形数据进行Zernike多项式拟合,将拟合后的结果代入ZEMAX进行光学性能分析。分析结果表明,热光学分析的方法可以模拟红外光学系统的实际使用条件,预测光机系统的光学性能,对进行光机系统设计具有重要的指导意义。     

基于双正交小波的光阑小波滤波器

提出了一种应用于4f光学系统的光学小波滤波器的设计与制作方法.结合光学信号的优势与小波变换的优点,利用双正交小波的共轭镜像特性构造出了频域形式的分解和重构滤波器.通过将滤波器放置在4f系统的频谱面上对图像成功实现了二维分解和重构.另外还根据信息处理要求和采样器件的特性,制作了振幅型和位相型两种小波滤波器.这两套滤波器都...     

一种基于小波变换和HSI的改进视频光流场估计算法

为了避免传统基于RGB颜色模型方法在方程组中各等式线性相关和存在孔径的问题,提出一种在HSI颜色模型下结合小波变换的方法计算彩色图像视频序列光流场的计算方法,这里将传统的灰度图像光流估计方法与HSI颜色模型估计方法相结合,并且用小波变换方法对光流矢量场的异常数据点或因为匹配错误而产生的异常块数据进行剔除,从而有效提高光流场估计精度,得到精密的彩色图像光流矢量场特征。     

光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用

基于光纤通信网络对一种高速数据采集系统进行了设计。通过多路数据采集方式,并与光纤通信网络相结合,使得高速数据采集能力得到大幅提高。该系统主要由处理系统、采集模块及光纤网络共同构成,光纤通信网络前端采集模块在模拟滤波、采样完成后,通过处理器实现信号的传输。此外,通过光数据采集系统实验,证明了在高速数据采集系统中应用光纤通信网络能实现速率在10 Gbit·s-1以下的光数据接入采集。     

斜程大气湍流中成像系统分辨率的影响因素研究

大气湍流是影响光学成像系统分辨率不可避免的因素之一。为了研究大气湍流内外尺度、湍流轮廓线及探测高度对光学成像系统分辨率的影响,根据光学成像系统积分分辨率理论及修正Von Karman湍流谱,推导了斜程传输路径下考虑湍流内、外尺度的光学成像系统的分辨率积分公式。数值计算中应用ITU-R公布的随高度变化的大气折射率结构常数模型,结果表明:湍流内尺度对光学成像系统分辨率的影响要远小于湍流外尺度对分辨率的影响,而湍流内尺度又限制着外尺度对光学成像系统分辨率的影响;斜程传输时,湍流轮廓线的影响大于外尺度对积分分辨率的影响;光学成像系统分辨率在近地面受近地面大气结构常数的影响大,而当高度大于5 000 m时,光学成像系统分辨率受风速的影响大。