彩色视频增强算法关键技术FPGA实现

随着视频设备的高速发展,数字视频相关应用同样发展迅速,如监控设备、行车记录仪以及手机等电子产品。而如今数字视频图像增强的算法层出不穷,由于算法的复杂程度比较高,很难满足实时性这一基本的要求。讨论了基于Retinex模型的处理图像像素以及拉伸尺度可配置的关键技术,对关键模块进行实践以及仿真,最后将其通过FPGA实现(Vertex-5),系统时钟125 MHz,可以满足30 f/s的(2 000×2 048)像素的图像。     

精品课程建设与《电磁场与电磁波》教学改革

最近几年来,我国高等教育实现了在一定程度上跨越式的发展,已经进入到以提升质量,调整结构为主的新时代。基于此,各高校抓实精品课程建设,以促进高等学校教学的整体质量和教学改革。精品课程建设是高等学校教学质量的重要组成部分,教学内容的更新与教学方法的改革是精品课程建设的重点。本文主要是基于精品课程建设和《电磁场与电磁波》教学改革进行相关分析,予以有关单位参考与借鉴。     

基于仿真分析的电动汽车车架强度分析及优化

为保证电动汽车车架性能满足要求,开展了基于仿真分析的车架强度分析与优化设计。首先,利用Nastran软件建立某型电动汽车前副车架的有限元模型,依据惯性释放理论,分别计算其在典型、极限工况下的静强度;其次,利用ADAM S软件建立前副车架多体动力学模型,基于nCode Design-life平台和M iner线性累积损伤准则,分析前副车架钣金与焊缝区域的累积疲劳损伤;最后,依据分析结果提出将摆臂安装支架厚度改为2.5 mm,同时增加转向器左右安装点处焊缝区域收尾的优化设计方案,并进行仿真对比分析。结果表明：优化后的前副车架结构性能满足要求,焊缝区域的疲劳损伤值在规定范围内,可为汽车类似结构的性能分析和优化提供参考。     

一种基于循环平稳的MPSK信号调制分类改进算法

给出了一种基于循环平稳的MPSK信号调制分类改进算法.通过对预处理后的MPSK信号进行循环平稳分析,把利用高阶累积量对复基带MPSK信号的调制分类推广到已调信号.这种在高阶循环累积量域构成的分类特征不变量具有良好的抗平稳噪声的能力.通过利用二阶循环累量对码元速率的估计,大大减少了累积量估计的运算量.仿真表明,改进后的算法运算精度与原算法大致相当,运算量大大减少.     

一种非平衡数据分类的过采样随机森林算法

在灾害天气、故障诊断、网络攻击和金融欺诈等领域经常存在不平衡的数据集。针对随机森林算法在非平衡数据集上表现的分类性能差的问题,提出一种新的过采样方法:SCSMOTE(Seed Center Synthetic Minority Over-sampling Technique)算法。该算法的关键是在数据集的少数类样本中找出合适的候选样本,计算出候选样本的中心,在候选样本与样本中心之间产生新的少数类样本,实现了对合成少数类样本质量的控制。结合SCSMOTE算法与随机森林算法来处理非平衡数据集,通过在UCI数据集上对比实验结果表明,该算法有效提高了随机森林在非平衡数据集上的分类性能。     

典型滤波器对星载高光谱分辨率激光雷达532 nm通道回波信号的影响

高光谱分辨率激光雷达（High Spectral Resolution Lidar,HSRL）系统利用窄带滤波器将激光雷达回波信号中的大气粒子（云或气溶胶）散射和分子散射成分分开,提升了云或气溶胶光学特性的反演质量。提出了一种基于HSRL探测原理的HSRL回波信号模拟方法,其原理是利用CALIPSO云/气溶胶消光系数产品和数值天气预报数据被用来仿真星载HSRL 532 nm回波信号。两种典型的窄带光谱滤波器:FPI（Fabry-Prot Interferometer）和碘吸收滤波器,作为分子通道滤波器的性能通过仿真的星载HSRL回波信号进行分析。对三种典型:晴空、卷云、气溶胶（两层厚云）的HSRL回波廓线进行详细的敏感分析表明碘分子吸收滤波器的性能明显优于FPI滤波器,其中碘吸收滤波能保持可以忽略不计的相对偏差（4.010-3%）,这是由低光学厚度（1.0）的粒子后向散射效应引起的。但是,如果FPI滤波器的粒子后向散射透过率能保持在10-3水平以下,其仍不失为是一个好的选择。     

自适应光学波前信号提取

天光背景及系统自身探测器件所引入的噪声对自适应光学系统的探测精度具有较大的影响,为消除这两方面噪声的影响,设计并实现了基于FPGA的波前光斑信号提取系统。该系统通过3个算法模块完成噪声的滤除,中值滤波模块用于去除杂散噪声,Top-hat变换模块用于滤除较为平稳的背景噪声,自适应阈值分割模块用于去除残余噪声。基于FPGA平台进行了系统的实现,在室内的自适应光学精跟踪系统平台上对光斑信号的提取效果及提取前后的精度进行了实验测试,结果表明,该处理平台能较好地提取出目标光斑,处理后的质心精度也较高,且该处理平台的延时较小,能够满足自适应光学系统实时性的要求。     

樽海鞘群算法的改进

针对樽海鞘群算法在求解过程中存在收敛速度慢、寻优精度低等问题,提出改进的樽海鞘群算法。采用混沌初始化,保证种群的多样性和均匀性;分别在领导者和追随者阶段引入正弦余弦策略和动态更新策略,提高算法全局和局部探索能力;对食物位置进行变异操作,有效避免算法陷入局部最优。为验证改进后算法的有效性,分别用其求解函数优化问题以及工程设计问题,其结果表明,该算法具有较高的收敛速度、寻优精度以及鲁棒性,总体性能优于其它智能优化算法。     

超声温控膏药理疗仪设计

为了减少患者的疼痛,提高膏药的治疗效果,利用超声效应可增强组织渗透、提高细胞代谢、促进血液循环,降低神经、肌肉兴奋性,产生良好的镇痛和解痉作用,设计了一种基于超声温控的膏药理疗仪。该理疗仪主要由STC89C52主控芯片、超声发生器、加热模块、MLX90615红外测温、LCD1602液晶显示等组成。其中STC89C52作为中央处理器控制整个系统运转;超声发生器和加热模块作用于膏药,用于促进膏药的渗透吸收并达到镇痛效果;通过MLX90615传感器采集膏药部位温度,用于反馈调节加热模块。理疗仪各功能已经调试成功,对于超声用于膏药辅助治疗研究具有一定意义。     

嵌入式多通道高速采集及脉冲提取系统设计

提出了一种以FPGA和ARM处理器为核心的嵌入式多通道高速采集及脉冲提取系统设计的新方法。该系统主要应用于电力设备局部放电检测,监测电力设备运行情况。系统主要实现用3种工作模式(正常工作模式、长记录模式和触发模式)实时采集、处理电信号,并根据采样后得到的数据和脉冲波形来判断被测信号是否正常工作。整个采集系统可实现100 MS/s的高速采样,具有稳定性高、实时性强、易于扩展、便于携带等特点。