基于ICA的谐波恢复方法

加性有色高斯或非高斯噪声中谐波恢复是信号处理中的一个常见问题,本文利用独立成分分析(ICA)来研究加性噪声中实谐波信号的恢复问题.首先建立了谐波信号的ICA数学模型,分析了谐波恢复可以由ICA方法实现的数学原理,然后提出了噪声中谐波恢复的ICA方法,最后通过仿真实验说明了基于ICA的谐波恢复算法的有效性.     

复杂噪声中谐波信号恢复的小波方法

本文主要研究了复杂噪声背景中的谐波信号的恢复问题.对于被乘性和加性噪声污染的谐波信号,且乘性噪声均值为零时,现有的循环统计量方法是基于FFT实现的,但其频率分辨率不高.本文利用小波在时频分析中精细和灵活的特点,提出了基于小波变换的谐波信号参数估计方法,并通过仿真实验对所提方法的性能进行了验证.     

一种小波核函数的支持向量回归算法及应用

借助谐波小波函数在分析窄带信号方面的性能,利用支持向量回归算法,提出了一种基于谐波小波核函数和支持向量机相结合的谐波小波核支持向量回归算法,实现了小样本情况下微弱信号的精确检测.仿真和实测检测噪声数据的分析表明该算法可以有效地检测出舰船噪声中的线谱信号.     

基于迭代法的谐波信号基音的精确估计

为了提高谐波信号基频的频域估计精度,提出了窗函数迭代逼近方法.通过构建估计信号,比较窗函数频谱主瓣两侧的误差,给出频率、幅值估计的判断准则.运用迭代方法,不断逼近实际信号的频率和幅值.最后,详细分析了由于采样点不对称、其他次谐波旁瓣以及噪声等因素对迭代逼近精度的影响.Matlab仿真实验表明,该方法切实可行,估计精度可以提高4个数量级,且与δ基本无关.     

α稳定分布噪声中谐波恢复的非线性变换方法

本文研究α稳定分布噪声中谐波恢复的问题.文中首先引入α稳定分布作为模拟脉冲性噪声的模型,然后采用非线性变换方法使噪声得到抑制,并证明了变换后的含噪观测值具有二阶统计量.对变换后的矢量空间进行预白化处理后结合噪声子空间的MUSIC方法恢复谐波信号参数.本文使用了两种非线性变换方法,分析了它们的变换性能、讨论了变换参数对谐波恢复效果的影响以及两种非线性变换间的关系,分别给出了仿真结果.最后得出非线性变换Sigmoid函数在α稳定分布噪声中恢复谐波信号具有较强的韧性.     

混沌保密通信系统中谐波信号提取的时—频域联合新方法

从混沌、噪声与谐波信号的时频特性分析入手,提出一种时一频域联合的两步化提取新方法,将经验模态分解与小波多尺度分解优势互补并相互融合.讨论了谐波信号的幅值、频率以及噪声能量对提取性能的影响,仿真实验验证了算法的有效性.     

一种归一化QPLL的未知时变谐波噪声主动控制算法

针对船舶机械未知时变谐波噪声的主动控制问题,基于正交锁相环原理,提出了一种归一化QPLL（Quadrature Phase Locked Loop）的未知时变谐波噪声主动控制方法.通过在相位/频率更新结构中引入参数调整因子,形成一种改进的QPLL结构;引入次级通道,设计并提出了基于QPLL的未知时变谐波噪声控制算法.首先,通过平均化理论和线性化方法,分析该算法的稳定性,指出了次级通道特性和谐波信号幅值对该算法收敛性能的影响;其次,基于分析结果,引入次级通道、幅值归一化措施,形成一种归一化的未知时变谐波噪声主动控制算法,提升稳定性能和收敛速度;最后,通过仿真验证了归一化改进措施对未知时变谐波噪声主动控制算法综合性能的改善效果.     

基于小波二维重建的强噪声光栅信号奇异点检测

机械传动轴扭矩信号的奇异点携带重要信息,准确而有效地检测出信号的奇异点,对于故障分析和保障系统安全具有重要意义.实际采集的光栅传感信号含有很强的噪声,干扰了奇异点的检测.传统的小波频域或其他滤波方法,会同时光滑信号奇异点.根据信号和噪声在小波变换下的不同特性,提出了一种将小波滤波与奇异值检测相结合的方法,通过将噪声频段的分解系数置0,实现信号的小波时-频二维滤波重建,它能在滤去噪声的同时很好地保持信号的奇异信息,适合强噪声下的信号奇异性检测与分析.实验中对含噪声光栅信号进行了对比处理,结果表明,该方法能在强噪声干扰下有效地检测到信号的奇异点.     

乘性和加性噪声中二维谐波频率估计

噪声中的谐波恢复问题是信号处理领域的一个典型问题,在众多领域中有着广泛的应用。本文主要研究零均值乘性和加性噪声并存下的二维谐波信号频率估计问题,提出了一种基于数据矩阵的奇异值分解和子空间的旋转不变性的零均值乘性和加性噪声中的谐波频率的估计方法。乘性噪声为零均值情形下传统的估计方法往往难以直接应用或估计失效。本文利用谐波模型信号特征,通过对观测信号进行平方运算构造了一个数据矩阵。通过对数据矩阵的特征值进行理论分析,结合子空间旋转不变性,得到了零均值乘性和加性噪声中的谐波频率和数据矩阵之间的一种内在关系。这个性质可以用于零均值乘性和加性噪声并存下的二维谐波信号频率估计,并且所得的二维频率能自动配对。仿真实验验证了本文所提算法的有效性。      

非高斯有色噪声中谐波恢复的累积量投影方法

本文研究非高斯有色噪声中的谐波恢复问题。首先建立了复数线性非高斯过程的高阶累积量投影定理。应用该定理，由含噪谐波信号的四阶累积量求得非高斯有色噪声的自相关，然后通过求解一个广义特征值问题对矢量空间进行预白化，最后结合噪声子空间方法ＭＵＳＩＣ恢复谐波信号参数。本文方法克服了以往的困难，成功地解决了对称分布非高斯噪声背景下和谐波信号中存在二次相位耦合时的谐波恢复问题。仿真实验验证了本文结论。     

基于Fourier-Mellin变换和相干系数法的重复轨道干涉SAR图像配准新方法

相对于单轨双天线InSAR系统,重复轨道InSAR系统由于轨道不能完全平行,导致InSAR图像对间存在夹角,使其配准更为困难。该文针对非平行重复轨道的InSAR问题,提出了一种结合Fourier-Mellin变换和相干系数法的InSAR图像配准算法,对存在夹角的SAR复图像对进行精确配准。该方法用于粗配准时,通过引入非线性图像幅度变换预处理,克服了Fourier-Mellin变换无法直接处理SAR图像对幅度分布动态范围大且不均匀的问题,而用于精配准时,通过引入相干系数法,精确估计了复图像对之间存在的微小角度。以SIR-C/X重复轨道的X波段SAR数据为例,详细比较了传统相干系数配准算法和该文算法在配准精度和计算时间上的差异,从而验证了算法的有效性。     

基于差分进化的数字图像相关方法

提出一种基于差分进化算法的数字图像相关(DIC)方法.通过将图像子区的转角包含在相关函数中,利用具有超强全局最优化特性的差分进化算法可准确地进行相关搜索,再将相关搜索结果作为Newton-Rapshon(N-R)方法的迭代初始值进一步精确计算位移、应变信息.该方法可对存在任意刚体转动情况下的试件表面变形进行准确测量,克服了通常的DIC方法在测试对象存在稍大转角(通常认为转角大于7°)的情况下即不能使用的缺点,在被测对象既有平动、又有转动时仍然能进行准确可靠的相关计算.     

一种改进的ISAR图像方位向定标方法

确定逆合成孔径雷达（ISAR）图像的方位向像素尺寸,即方位向定标,是正确获得目标外形和尺寸等特征信息的前提。ISAR图像的方位向像素取决于雷达波长和目标相对于雷达视线在相干积累时间内的转角,前者是已知的,但后者在对非合作目标成像方式下难以确定。在研究已有定标算法的基础上,提出了一种改进的ISAR图像方位向定标方法,即首先用最大对比度（IC）和质量评估（QE）准则筛选出多个质量最好的包含特显点的距离单元,然后提取这些单元内特显点的回波信号并估计各特显点的调频率,最后由特显点的距离坐标和调频率获取目标的转动角速度,从而实现ISAR图像的方位向定标。仿真和实测数据的处理结果表明,该算法的定标效果明显优于已有算法。     

近距离大转角目标超宽带ISAR成像

该文采用冲激体制超宽带时域方法,研究近距离大转角目标的高分辨率逆合成孔径成像,针对目标大转角带来的严重的散射点越分辨单元走动、固有的转动角度离散化带来的数据误差以及接收回波过程中的噪声污染等问题,提出了具有强鲁棒性的频域加窗滤波球后向投影算法(Windowing Filtered Spherical Back Projection, WFSBP),从几何上阐明了滤波对转动角度离散化带来的数据误差的补偿作用,分析了大转角目标成像点扩散函数,进而讨论了发射单频信号时的高分辨成像,通过仿真和实测数据进行验证,结果表明,该算法优于传统的后向投影算法,对大转角目标能得到高质量高分辨率的图像。     

改进型高速高精度CORDIC算法及其在DDFS中的应用

提出了一种新的选择迭代式高速高精度CORDIC（COrdinate Rotation Digital Computer）算法.基于表驱动法缩小目标旋转角度,通过改进的基本角度选择方法旁路不必要的迭代;并以移位和减法实现幅度校正,减小硬件资源消耗.设定角度误差小于10^-5rad时,迭代次数减小至7次以下.在DDFS（Direct Digital Frequency Synthesizer）的应用中,利用区间压缩技术在Xilinx的FPGA中实现20位定点小数电路设计.仿真及实测结果表明,该算法幅度误差小于2×10^-5,输出延时不大于43.5ns,同时硬件资源消耗不增加.     

基于单脉冲雷达和差通道多普勒估计的前视成像

单脉冲测角技术用于扫描雷达前视成像可有效提高图像的清晰度,但单个脉冲对同分辨单元多目标测角时会发生角闪烁现象,造成图像模糊.该文提出了一种基于单脉冲雷达和差通道多普勒估计的前视成像算法,利用目标和平台之间相对运动引起的多普勒梯度差异实现同分辨单元内不同方向目标的分离,然后在多普勒域采用和差比幅测角(SDAC)技术测量目...     

一种估计ISAR成像转角的新方法

ISAR成像中的转角估计是进行正确成像的先决条件。该文从分析目标回波信号入手提出了一种新的转角估计方法,对目标转动时不同距离单元回波数据近似为多分量三次相位信号,通过理论推导,得出每个信号分量的三次相位系数与一次相位系数成正比的结论,其比例系数为目标转动的角速度平方,然后采用最大似然方法估计三次相位信号参数,进而得到总转角。外场实测数据结果验证了该文方法的有效性。     

高速高精度固定角度旋转CORDIC算法的设计与实现

固定角度旋转的CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法已经广泛的应用于高速数字信号处理、图像处理、机器人学等领域.针对固定角度旋转CORDIC算法在相位旋转过程中,存在数据吞吐率较高、占用硬件资源较多且资源消耗量大等缺点,提出了利用混合CORDIC算法,将角度旋转分为单向角度旋转和一次角度估计旋转两部分.本文根据欠阻尼理论,将固定角度旋转采用单向旋转CORDIC算法实现,减少了流水线的级数和迭代符号位的判决,然后通过对角度估计旋转的二进制表示,修正常数因子,再根据角度映射关系进行相关处理,完成高速高精度坐标旋转.最后在硬件平台上进行了仿真实验.实验结果表明,在误差范围一定的前提下,混合算法进一步的减少了迭代次数,并且资源消耗较低,提高了数据吞吐率.     

利用深度和灰度图像实现三维目标的识别与分类

将深度图像和灰度图像相结合,对围绕定轴旋转的三维目标进行了识别与分类。将深度图像作为相位因子,对其进行傅里叶变换,并用其制成三维定向图,用于三维目标的识别和旋转角度的判定;对于灰度图像,采用主分量分析(PCA)的方法,对训练图像进行特征分析。根据深度图像测定的目标角度,对三维目标灰度图像在其所属特征空间进行分解与重构。实验结果表明,综合利用深度图像和灰度图像,可以大大降低目标识别中的误判概率。     

基于激光自混合干涉能判别转向的角度测量方法

针对现有激光自混合干涉(SMI)角度测量方法无法判别角度旋转方向的缺陷,提出一种基于SMI和表面等离子体共振(SPR)的、能判别旋转方向的角度测量方法.通过判断出射激光束的平均光强变化,确定被测物体旋转的方向;通过预先标定好的激光SMI输出光强和旋转角度间的对应关系,实现对被测物体旋转角度的测量.搭建了旋转平台微小旋转...