利用低频声压干涉谱的目标运动参数估计

针对水下目标被动定位技术中目标运动分析方法(TMA)及匹配场处理方法(MFP)需要较多的观测阵元、算法复杂的问题,通过分析浅海声压场的干涉特性,提出了一种适用于单水听器被动目标运动参数估计的新方法.近距离目标辐射的噪声通过浅海声场后,在时频域上形成干涉条纹.利用射线模型分析浅海声压场,推导出时频干涉条纹是双曲线簇型的.运用图像处理中边缘提取的常用方法——Hough变换,提取双曲线参数,可以得到运动目标的航速、航深及距离的信息.海试数据分析说明了其有效性.与一般的水下目标运动分析和匹配场处理技术相比,本文的方法具有声场分析和定位方法简单的优点.     

频散、声场干涉结构、波导不变量与消频散变换

浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消除多模频散.变换的惟一先验输入参数是β-不变量.给出了初步实验数据处理结果.首次将消频散变换引入处理耦合简正波和混响问题,解释并证明了消频散变换在这些问题中的有效性.     

基于扰动声场的水下入侵目标检测方法

提出了一种利用水下入侵目标所引起的扰动声场来检测水下入侵目标的方法.针对浅海发起恐怖活动的主体一般为水下蛙人、机器人等小目标,建立了基于有限长弹性圆柱体的目标散射声场模型,并结合基于射线理论的浅海虚源声场模型,建立了入侵目标引起的扰动声场模型.利用滑动平均周期图法估计信号的功率谱,提出了基于频域加窗功率谱极大值数的目标检测算法.湖上试验结果表明,在当时的水声环境中,提出的方法能以75%左右(若改变检测门限,检测概率可达85%左右)的检测概率探测到水下入侵目标.     

一种宽带声场干涉图案处理的方法及其应用

针对传统图像处理方法不能给出声场干涉图案局部信息的局限性,介绍了一种基于图像Hessian矩阵特征值分析的多尺度线性滤波器,进行干涉图案的处理和特征提取,建立了具体条纹斜率和位置估计的有效方法,并进一步讨论了依据条纹参数估计结果进行海底地声参数反演的可行性.从数值仿真以及海上实验数据的处理结果表明,该方法可以有效地提取宽带声场的干涉结构和条纹信息,而条纹的参数信息也可进一步应用到地声参数反演中.     

干涉条纹可见度随光源线度和谱宽变化规律探析

本文从单色线光源的光强分布出发，探讨了在一般情况下，光源的线度与谱宽对干涉条纹可见度的影响，并以杨氏双缝干涉为例，得到干涉条纹可见度随光源线度和谱宽均按ＳｉｎＣ规律变化的结论。     

坐标变换的干涉条纹处理方法

为了实现对闭合干涉条纹的处理,采用线性插值的原理,将笛卡尔直角坐标系下的闭合条纹转换到极坐标系下,利用二值化、细化算法提取条纹几何中心点的位置,经逆变换映射回原直角坐标系,分析得到与之对应的相位值.对实际采集的干涉条纹进行处理,得到PV值为0.403 6λ,RMS值为0.062 43λ.与Taylor Hobson轮廓仪对同一被测面的检测结果比较,PV和RMS值的偏差分别为3.7%和1.4%.     

马赫-泽德干涉条纹图像处理算法

马赫-泽德干涉仪适用于研究气体密度迅速变化的状态，由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比，而折射率的变化将使通过气体的光线有不同的光程，则可通过干涉臂变化对干涉条纹图像效果的影响，得到气体密度．采用CCD来接收马赫-泽德干涉仪产生的条纹图像，再通过图像采集卡将条纹图像送到计算机，从而通过对条纹图像进行一系列算法的处理，求出条纹间距，得到气体密度的变化状态．本文从基本的光干涉理论出发，对马赫-泽德干涉条纹图像特征进行分析，建立了数学模型．并根据此模型设计了处理马赫-泽德干涉条纹图像的算法．算法包括图像的预处理(即图像的噪声提取)、图像的二值化以及图像的细化．     

基于STFT-Hough变换的目标运动分析

利用浅海干涉现象含有丰富目标运动信息的优点，提出了一种新的单水听器定位方法．从射线理论的声场模型出发，分析了单传感器接收信号在时频平面上的干涉现象．由于多途声线具备相干性，目标辐射的宽带噪声信号经过水下声场在接收点形成双曲线型的干涉条纹，提出了基于STFT-Hough变换的目标运动参数估计方法．对目标运动在深海和浅海2种情况的仿真数据与实验数据进行了分析和比较，说明STFT-Hough方法在目标通过时利用单水听器可以对目标进行运动分析．     

一种相干系数加权的最优干涉相位滤波

给出了一种利用相干系数加权的最优干涉相位滤波方法．证明了滤波后最小噪声方差意义下的最优权值为相位噪声方差的倒数,给出了通过相干系数估计获取最优权值的方法．在相干系数估计中,首先利用外部数字高程模型反演并补偿场景目标点到主辅雷达斜距差引起的干涉条纹;然后根据最小平均相位差准则,利用一组方向性加权窗口自适应选取估计样本,通过仿真实验给出了方向窗参数的合理选择．实验结果表明,这种方法能够更加有效地抑制相位噪声和滤除相位残点．     

基于时反-压缩感知的浅海目标DOA估计算法

浅海波导由于海底海面边界以及不均匀散射体的存在,使得其中声传播极其复杂,对信号处理造成了严重的干扰.本文针对浅海复杂环境下的多途效应对目标波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计的不利影响,提出了一种基于时反-压缩感知(Time Reversal-Compressive Sensing, TR-CS)的目标DOA估计算法.该算法针对利用压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论进行DOA估计时浅海多径对信道稀疏性的干扰,引入时间反转(Time Reversal, TR)理论对信号进行预处理,将时反处理后的信号再次送入信道,建立了基于时间反转理论的浅海目标DOA估计模型,利用时间反转理论的空时聚焦特性实现了对多途畸变的修正,并且以多径数目作为环境复杂度的度量,在不同复杂度环境下验证了该算法的有效性,最后分析了不同快拍数下该算法的性能.仿真结果表明:在低信噪比、小快拍的浅海条件下,时间反转理论的引入通过对接收信号的再次处理,虽然对计算量提出了要求,但是明显抑制了旁瓣杂波,提高了信道的稀疏性及阵列接收信号的信噪比,改善了复杂浅海环境下的DOA估计性能,并且在多途效应越为严重的环境中,性能提高越为明显.     

基于小波和复倒谱变换的音频水印技术

提出了一种基于小波分解和复倒谱的音频数字水印算法。该算法通过对原始语音信号进行三级小波分解，提取出小波近似分量，从近似分量中选取重要系数。利用复倒谱变换系数的不相关性，对重要系数进行复倒谱变换实现解相关运算，最终把水印嵌入到语音复倒谱域中，实现了在语音信号中嵌入二值图像，提高了水印嵌入算法的不可听性。实验证明该方法在抗常见的信号处理如加噪、滤波、重采样、有损压缩等方面具有较好的稳健性。     

运动干涉检测的优化算法

对做复杂运动的几何对象进行运动干涉检测通常计算量很大,它引起两个问题：①检测次数多,效率低;②由于误差的积累导致算法可靠性不高。本文以解决这两个问题为目的,提出了利用最大相对速度和距离变量确定时间间隔的运动干涉检测算法,并在此基础上引入模糊逻辑来控制时间裕度,使时间间隔适当增大,从而让这一算法无论在效率还是在可靠性方面都有了提高。并利用算例证明了该算法的稳定性和有效性。     

用干涉式APES算法实现干涉阵盲DOA估计

针对干涉阵的波达方向估计,提出一种干涉式幅相估计的盲波达方向估计算法.利用干涉式幅相估计算法的空间谱和模型阶数选择准则获得目标个数和目标方向余弦的粗估计;使用子阵间的相位中心偏移来获得目标方向余弦的精估计.针对干涉阵带来的测角模糊问题,采用双尺度解模糊算法得到高精度且无模糊的目标波达方向估计.该算法是一种盲波达方向估计方法,精度较多重信号分类算法和双尺度旋转不变子空间算法的高.计算机仿真结果和实测数据验证了干涉阵波达方向估计的高精度测角性能和有效性.     

一种基于光楔干涉的激光准直系统

介绍了一种基于光楔干涉的激光准直系统：利用氦氖激光经准直、扩束后投射到固定在接收靶上的楔形光学平板上,产生的干涉条纹由光电传感器检测;将接收靶沿被测导轨移动,如果导轨有直线度误差,则接收靶过桥与导轨的接触点所形成的直线角度发生变化,这样干涉条纹就会发生移动;将光电传感器检测得到的干涉条纹移动量送入单片机系统,采用软件细分的方法,得到被测点相对于准直光束的偏移量。最后对该系统进行了对比与重复性实验。实验表明：用本套装置检测长度为40m的长导轨,直线度误差仅为674．961μm。     

基于MUSIC算法的Pol-InSAR相位估计方法

提出了一种基于MUSIC算法的Pol-InSAR多干涉相位估计方法.该方法结合维纳滤波理论构造最佳加权矢量,通过对其组成的最佳协方差矩阵特征分解得到信号子空间和噪声子空间,充分利用相应像素对其相邻像素的相干信息,并根据MUSIC算法中信号子空间和噪声子空间的正交性构造空间谱函数,通过谱峰搜索准确地估计Pol-InSAR...     

全息平台稳定性的检测

为了检测全息平台的隔震、消震性能，分别讨论了迈克耳逊干涉和马赫-泽德干涉的干涉原理，并利用两种干涉光检测了两种全息平台的隔震、消震性能，结粟表明，2M多功能全息平台比JQS—B型全息平台的稳定性好；对于外来的干扰，检测时产生的条纹漂移量不超过1／8条，说明工作台隔震效果较好；对于人为引入的干扰，条纹急速晃动后能在几秒钟稳定下来，则表明平台消震性能良好．     

数字图像处理在塞曼效应中的应用

塞曼效应是原子的能级在外磁场中出现分裂的现象,应用数字图像处理技术,对塞曼效应分裂谱线图像进行处理,将图像中具有一定宽度的干涉圆环条纹细化为单像素宽度的二值化图像,采用Hough变换方法实现了条纹直径的自动提取并求得荷质比。与理论值相比,荷质比的百分误差为0．26％。     

一种用于对长直导轨的微小不平度进行动态测量的方法

探讨了一种能对长直导轨的微小不平度进行高精度实时测量的新方法．其原理是用一个光栅与激光干涉条纹组成莫尔条纹，利用莫尔条纹的放大作用将干涉条纹在微小角变下的微小移动放大几千倍，从而大大提高了测量灵敏度，使测量精度提高到０．５″．     

语音端点检测方法的分析与实现

本文在研究短时能量和短时过零率两种语音端点检测基本算法的基础上,编程实现了双门限的端点检测;并进一步根据小波变换的原理,利用小波变换和信号频域统计特性来精确地进行端点检测;最后,在研究了倒谱的相关理论基础上,实现了将语音数据进行倒谱变换,通过计算倒谱距离,在具有一定背景噪声环境下进行端点检测的实验.     

基于谱熵梅尔积的语音端点检测方法

为了克服传统语音端点检测算法在低信噪比环境下准确率低的问题,提出一种基于谱熵梅尔积（MFPH）的语音端点检测算法.首先,提取带噪语音信号的梅尔频率倒谱系数中的第一维参数MFCC₀,将其与谱熵的乘积作为最终区分语音段和背景噪声段的融合特征参数;然后,结合模糊C均值聚类算法和贝叶斯信息准则（BIC）算法对MFPH特征参数门限值进行自适应估计;最后,采用双门限法进行语音端点检测.实验结果证明,与传统方法比较,该方法在-5~15 dB低信噪比环境下的语音端点检测准确率有较大提高.