部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过硬边光阑ABCD光学系统的传输特性

对部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过有硬边光阑的近轴ABCD光学系统的传输进行了研究，采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法，推导出了部分相干修正贝塞尔-高斯光束的近似解析传输公式，作为特例，给出了在无光阑情况下的传输公式。以光束在有光阑情况下自由空间的传输为例作了数值计算，其结果与直接对柯林斯(Collins)公式作数值积分的结果进行了比较，表明用Wen的方法便于进行物理分析，可节约大量机时，并对解析公式的计算误差和适用范围作了讨论。     

部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过光阑的传输

为了对部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统的传输进行研究,采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,得到了近似的解析传输公式.以部分相干修正贝塞尔-高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输为例作了数值计算,对所得解析公式的计算误差和适用范围进行了讨论.结果表明,用该方法可快速、解析地研究部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过圆孔光阑自由空间的传输特性,分析菲涅耳数、截断参数对其光束经光阑后光强分布的影响.     

拉盖尔-高斯光束通过有硬边光阑光学系统的传输

采用将硬边光阑展为有限个复高斯函数之和的方法,得到了拉盖尔-高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统中传输的近似解析公式,作了数值计算以说明传输公式的应用,并对使用该式的误差作了讨论。     

多光阑光学系统对ChG光束的变换

基于将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,推导出了双曲余弦高斯光束(ChG)通过多个光阑近轴ABCD光学系统的递推传输公式,该公式可用来解析地研究光束通过硬边光阑光学系统的传输特性。给出了数值计算结果,并与直接对Collins公式积分的结果进行了比较,显示出使用解析公式有节约大量机时的优点。     

用傅里叶级数展开法研究光束的传输特性

用傅里叶级数展开法研究了平顶高斯光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性,导出了光阑透射率为T(x)=cos(Ωx)时的近似解析传输公式,硬边光阑的情况可作为Ω=0的特例得到。并给出了数值例。研究表明,用Collins公式直接数值积分与已推出的近似解析公式的结果在误差范围内一致。     

余弦高斯光束通过硬边光阑的解析传输公式

从Collins公式出发,对余弦高斯光束通过有光阑限制的一阶ABCD光学系统的传输进行了研究,采用将矩形域函数表示为复高斯光束迭加的技巧,推导出了普适的场分布的解析公式。作为应用例,对余弦高斯光束通过有硬边光阑的薄透镜聚焦系统进行了数值计算,计算结果表明,作者的结果与直接由Collins公式衍射积分所得结果一致。数值计算证明,用该方法能节约大量机时,并可推广到其它光束通过硬边光阑光学系统的传输研究。     

复宗量拉盖尔-高斯光束通过矩形光阑的传输

利用拉盖尔-高斯模和厄米-高斯模的变换公式,并使用将二维矩孔光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,得到了复宗量拉盖尔-高斯(LG)光束通过含矩形硬边光阑近轴ABCD光学系统的变换的解析传输公式,并对复宗量LG光束通过矩形硬边光阑的衍射和聚焦特性进行了研究。该方法对研究有不同几何对称性光阑光学系统的光束变换是有用的。     

硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

为了在微机上快速地计算各类被硬边光澜衍射后的谱强度,采用复高斯函数展开模拟硬边衍射效应,推导出了多色高斯-谢尔模型光束被硬边光阑衍射后谱强度的近似解析表达式,并将所得结果与传统方法(直接对交叉谱密度函数传输公式数值积分)进行了比较。结果表明,所得公式在保证计算精度的前提下,具有大大地节省计算机时的优点,以平顶高斯光束为例,证明所采用方法可同样推广用于其它光束被硬边光阑衍射后谱强度的计算。该方法具有普遍意义。     

硬边衍射光束的计算模拟

在激光的产生和传输过程中或多或少地要受到光阑的限制。因此,光束通过有硬边光阑限制光学系统传输问题的研究有重要实际意义。为此,已发展了多种模拟方法。一般情况下,对Collins公式直接数值积分是一种精确的模拟方法。但当光阑数增加时,计算变得非常繁琐和费时。使用四种简明方法,即解析公式法、递推算法、复高斯函数展开法和矩阵表示法来模拟硬边衍射光束,对这些方法的优点和使用范围作了分析．讨论了方法的改进。     

空心高斯光束通过圆环形硬边光阑的传输特性

通过把环形光阑函数展开为复高斯函数的方法,推导出了空心高斯光束(HGBs)通过环形光阑的传输近似解析公式,并对空心高斯光束通过圆环形硬边光阑的传输特性进行了研究,分析了不同内外半径下的光阑对输出光束的影响.分析结果表明,衍射特性与空心高斯光束的阶数、光阑宽度、光阑内径等因素有关.     

一种改进的激光光斑中心亚像素定位方法

为了满足平台漂移测量系统中平台漂移角速度高精度测量的要求,基于傅里叶级数,提出了一种改进的激光光斑中心高斯拟合定位方法。该方法在简化高斯拟合模型的同时保证了相对较高的激光光斑中心定位精度。结果表明,改进的高斯定位算法中心定位精度为0.01pixel,明显优于传统质心法和带阈值质心法的0.1pixel。改进后的算法具有较好的算法稳定性。     

一种适用于行星表面特征提取的实时SIFT算法

在行星探测任务中,针对尺度不变特征变换(SIFT)算法计算量大,无法同时满足对导航算法准确性和实时性要求的问题,提出了一种基于快速高斯模糊的并行化SIFT算法,即FG-SIFT算法。首先,将算法中构建高斯金字塔的二维高斯核函数分离成两个一维高斯函数,降低算法的计算复杂度。然后,对于每一维高斯函数,使用两个无限脉冲响应滤波器串联进行逼近,进一步减少计算量。最后,利用并行化处理的优势,设计算法各部分的并行化计算方案。仿真结果表明,FG-SIFT算法的计算效率相较于原SIFT算法平均提高了15倍,相较于没有使用快速高斯模糊的SIFT算法,在图形处理器上的运行效率也有近2倍的提高,很大程度上减少了特征点提取的计算时长,提高了算法的实时性。     

Improved Bidirectional-Mode Expansion Propagation Algorithm Based on Fourier Series

In this paper, an improved version of a 2-D bidirectional eigenmode expansion propagation algorithm based on Fourier series expansion for modeling optical field distribution in waveguide devices is presented. The algorithm is very simple, numerically robust, and inherently reciprocal. It does not require root searching in the complex plane. Proper truncation rules are used to ensure good convergence properties for TM-polarized waves. Perfectly matched layers as absorbing boundary conditions can be implemented in a very simple way using complex coordinate stretching. The approach represents a transition between purely modal and Fourier expansion methods for modeling guided-wave photonic structures.     

基于改进高斯核函数的雷达高分辨距离像目标识别算法研究

针对支持向量机的核函数选择问题,在保形变换方法的基础上,分析了确定数据分布特征的重要性,给出了判断数据呈高斯分布的方法。利用支持向量机的高斯核函数,提出一种基于改进的高斯核函数雷达目标高分辨距离像的研究方法。该方法对SVM的高斯核函数进行改进,并进行核函数选择。通过改进的高斯核函数与多项式核函数进行比较,在Matlab环境下采用两种方法对高分辨距离像进行仿真,仿真方法验证并改进了高斯核函数的有效性。     

截断高斯-谢尔模型光束聚焦特性的快速分析

以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础,推导出部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明,复高斯函数叠加的方法能极大地提高计算效率。     

基于改进高斯混合模型的运动图像目标检测算法

运动图像目标检测指的是从序列图像中将变化的目标从背景中分离出来,高斯混合模型可以对视频序列图像的前景和背景进行分类,再利用背景减除实现运动目标的检测。提出一种基于改进高斯混合模型的优化背景建模方法,该方法首先利用3×3模板对序列图像帧中的像素进行类似卷积的均值计算,然后利用相邻均值的差提取均差因子自适应更新图像的均值。在此基础上,设计了自适应学习率和学习速率,利用改进高斯混合模型实现序列图像的背景建模。改进模型不仅能有效减少数据计算量,同时可以降低在相似区域像素计算的时长,大大加快背景建模速度。实验结果表明,改进模型在目标检测、算法执行速率等性能指标上都有更好的表现,能满足实时检测要求。     

On the reciprocal of a Fourier series

The inverse or reciprocal of a complex periodic time function (expressed as a complex Fourier series) is another complex Fourier series. An algorithm for finding this inverse Fourier series is presented.     

一种结合图像增强的高斯噪声组合滤波算法

为了有效滤除图像高斯噪声,将滤波算法与增强技术有机结合,提出了一种具有增强效果的组合滤波算法.该算法首先针对经典中值滤波无法有效滤除高斯噪声的缺陷,从滤波模板的角度对其加以改进,对高斯噪声进行多角度、多尺度、多级串联滤波处理,以滤除一部分噪声;然后将均值滤波引入到小波域中,对图像残余噪声实现小波域逐级均值滤波,实现对噪声的基本滤除;最后设计出一种新型小波域增强函数模型,通过设定阈值,将滤波后图像分为若干个区域,分别进行不同程度的增强处理,通过结合具体实验对不同强度下噪声与增强函数系数的取值进行定量分析,给出两者之间的函数关系式.实验证明,该滤波算法对于高强度的高斯噪声有较好的抑制效果,并且具有一定的自适应性.