"信号与系统"课程的教学改革与实践

针对目前高校教学的基本状况,提出了关于“信号与系统”课程的教学内容和教学方式改善的具体办法。在实践教学中采用Matlab和“信号与系统”试验箱相结合方式,改善了“信号与系统”的教学方法和手段,丰富了教学内容。取得了良好的教学效果,对于教学水平的提高十分有益。     

基于局部复杂度和粗糙度的形态学空间锐化法

传统锐化算法对灰度突变的强边缘响应强烈,对噪声敏感,易产生过冲效应,且对灰度变化较小的微弱细节锐度不足,为此提出一种新的图像锐化算法.利用顺序形态变换的相关性质和概念,构造了一种局部加权均值滤波器,克服了传统线性滤波在平滑图像的细节和噪声时,一些重要边缘也被平滑而易产生过冲的问题;同时针对图像灰度剧变区和级别丰富区,应用图像局部粗糙度和复杂度自适应调节增益函数,有效地提升了图像中弱边缘和纹理细节的表现力.实验结果表明:该算法有效地避免了强边缘过冲现象,且在增强图像边缘和微弱细节的同时,保持了整体背景噪声与原图像一致,抑制了噪声的放大.     

基于变指数的片相似性扩散图像降噪算法

针对图像去噪过程中存在边缘保持与噪声抑制之间的矛盾,提出了一种基于变指数的片相似性扩散图像降噪算法。算法基于变指数的自适应降噪模型,引入片相似性的思想,构造出新的边缘检测算子和扩散系数函数。传统的各项异性扩散图像降噪算法利用单个像素点的灰度相似性（或梯度信息）检测边缘,不能很好地保持图像的弱边缘和纹理信息。而所提算法利用邻域像素的灰度相似性,可以在滤除图像噪声的同时,保持更多的细节信息。仿真结果表明,与其他传统的基于偏微分方程（PDE）的图像降噪算法相比,该算法将信噪比（SNR）和峰值信噪比（PSNR）提高至16.602480dB和31.284672dB,具有良好的抗噪性;同时视觉效果较好,保持了更多的弱边缘和纹理等细节特征,在噪声抑制与边缘保持之间取得了较好的权衡。     

基于EEMD和Choi-Williams分布的侵彻加速度信号时频分析

提出了一种基于总体经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和Choi-Williams分布联合的时频分析算法,该算法采用EEMD算法将信号从频域上分离为若干个固有模态函数之和,再对各分量进行Choi-Williams分布,得到了信号的时频分布特征,有效地消除了信号内部各模态函数之间时频分布的交叉项,从而挖掘信号的本质及相关特征.通过对实测侵彻两层厚度不同的混凝土靶板的加速度信号,采用EEMD和Choi-Williams分布联合时频分析,得出弹体激发的振动模态和靶厚以及着靶速度有关.     

基于差分曲率的偏微分方程图像降噪算法

针对图像去噪过程存在边缘保持与噪声抑制的矛盾,提出一种改进的偏微分方程图像降噪算法。将差分曲率引入各项异性扩散方程中,构造出新的扩散系数函数,其可以较好区分图像的边缘、平坦区域以及噪声,使算法在去除噪声的同时,保留更多弱边缘和纹理等细节信息。实验结果表明,该算法与其它基于偏微分方程的图像降噪算法相比,在客观的质量评价方面,提高了图像的信噪比和峰值信噪比;在主观视觉效果方面,在滤除噪声的同时保留了更多的弱边缘等细节信息,该算法实现了较好的图像降噪效果。     

基于数学模型的GPRS网络性能研究

基于通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService,GPRS)的语音业务在一定的动态信道分配方案下对有限信道资源的共享,建立了一个二维的连续时间的Markov链模型,采用一种近似求解的方法求得Markov链的稳态解,利用M/M/s/s队列模型通过数值计算可以估计出GSM/GPRS网络的一些主要性能,如呼叫阻塞率,数据平均传输速率,信道利用率等.计算结果表明:该模型对于估计网络性能是有效的,对于网络优化也具有一定的辅助作用.     

智能天线移动台端实时发送系统的设计

探讨了智能天线的基本理论, 介绍了采用高速可编程逻辑器件 FPGA(Field Programmable Gate Array)的智能天线移动台端实时发送模块的设计与实现, 由于只采用 DSP 实现信号处理不能满足数据的实时生成与发送, 所以本系统采用 DSP FPGA 的硬件结构, 将一些原本由 DSP 执行得很耗时的运算用 FPGA 通过逻辑门的方式并行实现, 保证了数据的实时生成和发送.     

结合改进扩散和双边滤波的低剂量CT重建

针对低剂量计算机断层扫描(CT)重建图像时出现明显条形伪影的现象,提出一种结合非局部均值模糊扩散和扩展邻域双边滤波的中值先验(MP)重建算法。首先,使用基于非局部均值模糊扩散方法对中值先验分布的最大后验(MAP)重建算法进行改进,以减少重建图像中的噪声;然后,采用基于扩展邻域的双边滤波方法对重建图像进行处理,以保持图像的边缘和细节信息,进一步提高重建图像的信噪比。采用Shepp-Logan模型和胸腔模型来验证算法的有效性,实验结果表明,与滤波反投影(FBP)、中值根先验(MRP)、非局部均值模糊扩散的MP重建(NLMMP)算法和非局部均值双边滤波的MP重建(NLMBFMP)算法相比,所提新算法的归一化均方距离和均方绝对误差最小,且信噪比最高,分别为10.20 dB和15.51 dB。该重建算法可以在对重建图像进行降噪的同时保持了图像的边缘和细节信息,改善了低剂量CT图像质量退化的问题,获得高信噪比和高质量的重建图像。     

侵彻过程弹体结构响应频率特性的分析方法

为了研究侵彻过程中弹体结构响应的频率特性,通过建立弹体的有限元模型,利用弹体结构模态分析求解得到弹体的固有频率和振型,并对弹体进行谐响应分析,得到弹体在侵彻阻力作用下达到共振时的频率.针对侵彻加速度信号是非平稳时变信号,采用总体经验模态分解算法对实测的侵彻信号进行分解,找到与谐响应分析获得的共振频率相对应的分量,从而估计出弹体结构响应的对应频率.通过对实测的侵彻4层混凝土靶板的加速度信号分析,分解出的第3阶固有模态函数分量频率与谐响应分析所得弹体结构响应共振频率的相对误差为4·2％,该分量为弹体结构响应加速度信号,从而得到该实验弹在侵彻过程中弹体结构响应的频率.     

便携式车辆载重测量系统的设计

针对动态车辆的载重检测,提出了一种便携式车辆栽重测量方法.测量系统载重平台由两块分体载重台构成,通过载重平台、车辆、受力地面三者的受力关系,建立了数学模型,利用单片机数据处理系统对采集到的信号进行处理,进而获得被测车辆载重量,并由LED进行实时数据显示.通过实验验证了该系统的可靠性和实用性.