基于TMS320C6201的离散分数阶傅立叶变换快速算法详细实现

各种离散分数阶傅立叶变换DFRFT(Discrete Fractional Fourier Transform)算法的发展促进了分数阶傅立叶变换FRFT(Fractional Fourier Transform)在数字信号处理领域的应用。本文首先介绍了FRFT的定义和特性,并给出了几种DFRFT计算方法的比较。在对Ozaktas提出的DFRFT快速算法理论分析基础上,本文给出了基于TMS320C6201定点数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的快速算法详细实现。该详细充分利用FFT计算和数学处理来有效降低算法的运算量。     

一种基于图像质量评价准则的FRFT水印算法

数字水印技术已成为为信息安全和版权保护的一种有效方法。数字水印一般要满足不可见性和鲁棒性，这就要求要有一个合适的水印嵌入强度。当前大多数水印方法普遍采用实验方法来确定嵌入水印的强度因子。本文分析了基于分数阶傅立叶变换（FRFT）的加性水印算法，采用峰值信噪比（PSNR）作为图像质量的评价准则，从理论上分析了分数阶傅里叶变换图像数字水印算法中嵌入水印的最大强度，并用仿真验证了分析结果。     

分数阶Hartley级数展开

论文在分数阶Hartley变换(FRHT)的基础上,提出了一种分数阶Hartley级数展开方法。这种新的展开方法可应用于任意中心频率的chirp类信号,克服了分数阶Hartley变换限制信号的中心频率必须等于特定值倍数的缺点。     

一种新的分数阶Fourier时频图示法

分数阶Fourier（FRFT）是传统Fourier的广义形式。分数阶Fourie域（FRFD）是一个统一的时频变换域,分数阶Fourier变换是角度为口的时频面旋转。随着角度α从0逐渐增加到π/2,分数阶Fourier变换展示出信号从时域到频域的全过程。本文依据分数阶FOUrier变换的定义,随着角度α的变化给出了一种新的更为直观的分数阶Fourier的时频图示方法,以供读者参考。     

基于FRFT自相似参数估计的异常流量检测方法

针对传统异常流量检测方法检测精度较低, Hurst指数估计受估计序列尺度的影响, 提出了基于分数阶傅里叶变换（FRFT）估计Hurst指数的方法。在此基础上, 实现了基于Hurst指数变化的异常检测, 有效解决了方法实现过程中FRFT最佳估计的分数阶阶数选择及Hurst参数求解的关键问题。实验表明, 基于FRFT的估计不受序列非平稳性影响, 对Hurst指数估计具有较高的估计精度, 并且可以准确地检测网络异常。     

分数阶Fourier变换在多分量信号谱图分析中的应用

作为时频分析方法的一种,谱图对多分量信号分析时受交叉项影响,特别是当信号相隔很近时尤为严重,而且频率分辨率会受影响。给出了结合分数阶Fourier变换（FrFT）对多分量信号进行谱图分析的方法。首先利用分数阶二阶矩极值点而找到相应的最优旋转阶数,对所给多分量信号按此阶数做分数阶Fourier变换,再在此基础上做谱图分析。仿真实例表明,该方法对初始频率、调频率很接近的多分量的chirp信号能有效识别,交叉项可得到较好的抑制。     

FRFT域的数字图像chirp噪声抑制方法

针对含有chirp噪声的图像,应用传统的滤波方法难以实现有效的信噪分离,提出了一种基于分数阶傅里叶变换域的数字图像chirp噪声的抑制方法。该方法是将chirp信号分数阶傅里叶域的滤波算法引入到数字图像的处理中,是一种新的改善图像质量的手段。仿真结果表明,对于含有chirp噪声干扰这一特定退化模型的图像,采取最优估计下的分数阶傅里叶变换相比普通傅里叶变换和线性平滑滤波,图像恢复的效果更佳,它能有效地去除图像中的chirp噪声。     

基于改进曲率尺度空间技术的图像水印算法

提出一种新的鲁棒性水印算法,利用改进的曲率尺度空间技术,提取图像的少量较顽强角点,用于重建受几何攻击的图像。选取2个chirp信号作为水印信息,将其嵌入图像的分数傅里叶变换（FRFT）域,选用变换阶次和水印嵌入位置矩阵作为算法密钥,根据chirp信号在FRFT域呈现的冲激特征检测水印信号。仿真实验结果表明,该算法具有较高不可见性、安全性和鲁棒性。     

基于SVD和FRFT的音频信息隐藏算法

在分析分数阶傅里叶变换（FRFT）的基础上,利用FRFT的时频特性、奇异特征值的稳定性及幂函数的缩放特性,提出了一种基于SVD和FRFT的音频信息隐藏算法。实验结果表明,该算法具有很好的不可感知性,且对加噪、重采样、重量化、MP3压缩及频域恶意攻击具有很强的鲁棒性。     

基于混沌调制DFRFT旋转因子的语音加密

将分数阶傅里叶变换(FRFT)和混沌密码学相结合,提出一种新的变换域加密算法——混沌密钥调制FRFT旋转因子,用于实现语音信号的实时加解密。采用特征分解型离散FRFT算法,使语音实时加密系统在语音信号解密过程中具备良好的还原特性。理论分析和测试结果表明,该算法安全性较高,优于单纯混沌加密或单纯分数阶傅里叶变换的加密方法。     

Joint multiple parameters estimation for coherent chirp signals using vector sensor array

In this paper, an algorithm is proposed to estimate starting frequency （SF）, chirp rate （CR）, 2-D direction-of-arrivals （DOA） and polarization of coherent chirp signals with vector sensor arrays. The fractional Fourier transformation （FRFT） is used to estimate SF and CR of chirp signals in this method. And a new correlation matrix is reconstructed to suppress the noise. The property of the vector sensor array is employed to solve the problem of insufficient rank from signal coherence. The L-shaped uniform array of expend aperture is used to improve the precision of es- timation, and the method of solving the ambiguity of angle under the condition of coherent signals is presented. The performance of this algorithm is compared with that of spatial smoothing method to verify the efficacy of this approach.     

基于时频空间奇异值分解的多分量线性调频信号分离与增强

针对加性色噪声背景下的多分量线性调频信号的分离和增强问题,提出了一种新的基于时频空间奇异值分解的算法,该方法对加性噪声有较好的抑制能力.同时,对于线性调频信号的最佳分数阶傅里叶变换域估计问题提出了在低信噪比下更为有效的基于信号四阶分数阶傅里叶变换中心矩的方法.仿真实验证明了本文方法的有效性.     

基于FRFT的线性调频信号映射方法的快速算法

针对基于分数傅立叶变换(Fractional Fourier transform，FRFT)的线性调频信号(LFM)的参数估计方法，提出了基于Radon变换的判决准则，并建立了相应的快速算法。该映射方法将具有同样调频斜率、同样多普勒中心频率、不同初始相位的信号映射到同一个点。该快速算法的计算量等同于FRFT的计算量，计算结果的精确度取决于连续两次的FRFT运算。     

基于均匀圆阵的LFM信号DOA估计

针对为解决对雷达和通信中的线性调频信号源(LFM)定位的难题,为提高定位精度,提出了一种基于均匀圆阵的测向定位方法.方法通过分数傅立叶变换(FRFT)对LFM信号的能量聚焦特性,构造出一种新的FRFT域阵列数据模型;采用UCA-RB-MUSIC算法测向,通过模式激励法把阵元空间转换到实波束空间,对谱函数进行二维搜索,得到辐射源的方位角和俯仰角.通过理论推导和仿真验证,证明方法具有测向精度高、运算量小、360°全方位测向的优点.     

基于分数阶傅里叶变换的多项式相位信号参数估计

研究了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多项式相位信号快速估计方法,对于线性调频信号(LFM),即用信号延时相关解调的方法得到调频斜率的粗略估计,从而得到分数阶旋转角度的范围,简化为小范围的一维搜索问题。多项式相位信号的检测通过延时相关解调可转化为LFM信号的检测,再运用FRFT便可进行参数估计。理论分析与仿真结果表明该方法简单,估计性能好。     

STLFMCW信号的周期FRFT检测与参数估计

结合对称三角线性调频连续波（STLFMCW）信号的时频特性,提出了一种采用周期分数阶傅里叶变换（FRFT）的STLFMCW信号检测与参数估计方法。分析了STLFMCW信号在周期FRFT域的能量积累特性,推导了信号周期FRFT的处理增益表达式。利用噪声在周期FRFT域的概率统计特性实现了检测门限的自适应确定。由于具有周期积累特性,在低信噪比下,该方法对调频周期、起始时间偏移、调频斜率和载频具有较好的估计性能。最后,仿真验证了该方法的有效性。     

基于FRFT盲检测Chirp类数字水印算法

文章分析了图像在分数阶傅立叶域能量分布,提出了一种利用分数阶傅立叶变换的空域、变换域联合的多分量数字水印方法,该算法直接在空域嵌入,在分数阶傅立叶变换域内盲检测。仿真证明,该算法具有透明性好,检测快等优点,并对一些常见图像处理过程具有鲁棒性。     

LFM宽带雷达信号的多通道盲压缩感知模型研究

在传统压缩感知(Compressed sensing, CS)基础上,提出了一种基于盲压缩感知(Blind compressed sensing, BCS)理论的线性调频(Linear frequency modulated, LFM)雷达信号欠采样与重构的多通道模型.这一机制在稀疏基未知的条件下,利用LFM信号在分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier transform, FRFT)域上良好的能量聚集特性,将多个LFM信号看作是在多个未知阶次下FRFT域的稀疏表达,通过时延相关解线调和逐次消去相结合的的欠采样方法逐一估计出每个通道的LFM信号满足聚集性条件的特定分数阶傅里叶域,以此构造出该通道LFM信号对应的DFRFT正交稀疏基字典,以各DFRFT 正交基为对角块构建混合信号正交稀疏基字典,最后利用块重构算法从测量值中估计出稀疏信号,同时验证了LF M信号多通道BCS问题解的唯一性,从而实现了稀疏基未知情况下针对多路LFM宽带雷达信号的多通道盲压缩感知.