基于ML准则的UWB信号同步捕获方法*

为了在超宽带通信系统中,简单、快速地实现信号的同步捕获和信道估计,提出一种首先利用相关器粗略估计出有用信号的起始位置,然后采用最大似然估计准则实现同步捕获和信道估计的分步同步捕获方法.该方法既提高了估计精度,又有效降低了接收机的复杂度和处理时间.     

MIMO-OFDM system based on fractional Fourier transform and selecting algorithm for optimal order

In the rapidly time-varying channel environment, the performance of traditional MIMO-OFDM system is deteriorated due to the intercarrier interference. In this paper, a novel MIMO-OFDM system is proposed, in which the modulation and de- modulation of the symbols are implemented by the fractional Fourier transform instead of traditional Fourier transform. Through selecting the optimal order of the fractional Fourier transform, the modulated signals can match the time-varying channel characteristics, which results in a mitigation of the intercarrier interference. Furthermore, an algorithm is presented for selecting the optimal order of fractional Fourier transform, and the impact of system parameters on the optimal order is analyzed. Simulation results show that the proposed system can concentrate the power of desired signal effectively and improve the performance over rapidly time-varying channels with respect to the traditional MIMO-OFDM system.     

基于分数阶Fourier变换的数字图像加密算法研究*

基于分数阶Fourier变换和混沌,提出了一种数字图像加密方法。具体算法为：先对图像进行混沌置乱,再进行X方向的离散分数阶Fourier变换;然后在分数阶Fourier域内作混沌置乱,再进行Y方向的离散分数阶Fourier变换;最后将加密图像的实部与虚部映射到RGB,形成可传输的彩色加密图像。实验结果表明,该加密算法具有很好的安全性,在信息安全领域有较好的应用前景和研究价值。     

基于分数傅里叶变换的二维工程图水印算法

提出一种基于离散分数傅里叶变换（DFRFT）的二维工程图数字水印算法。该算法分块提取工程图中线段的相对坐标线构造复值信号量,将水印嵌入复值信号量的分数傅里叶变换频谱（FRT）中。实验表明,该算法对平移、旋转、缩放、部分实体删除或添加等攻击具有良好的鲁棒性,同时具有良好的安全性。     

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。     

二维工程图中基于分数傅里叶变换的盲水印算法

提出了一种基于二维工程图的水印算法。该方法提取二维工程图中线段的相对坐标向量,构造一维复数信号。通过分数傅里叶变换得到复数信号的变换系数,根据水印的大小和分数傅里叶变换系数的之间的关系,对变换系数的幅值进行调整来嵌入水印。该方法是盲水印算法,在提取水印时不需要原始工程图。实验表明,该算法对平移、旋转、缩放等攻击具有良好的鲁棒性,同时具有良好的安全性。     

分数傅里叶全息图的算法研究及显示

为了快速获取更好的全息图显示效果,在研究了分数傅里叶变换与菲涅耳衍射光场的紧密联系的基础上,首先给出了一种分数傅里叶变换的快速数值算法,并将分数傅里叶变换应用到计算全息图中提出了一种用于计算全息图的分数傅里叶变换方法;然后分析了用这种记录全息的方法得到的全息图优越于传统的傅里叶变换获得的全息图,同时给出了计算机的模拟实验结果;最后利用拆卸的投影装置搭建出了以空间光调制器——DMD (数字微镜装置)为核心的全息显示光学系统,并在该系统下获得了用分数傅里叶变换计算得到的全息图的全息显示结果。     

基于快速分数阶傅氏变换的DDoS攻击检测

针对传统检测方法存在精度低、训练复杂度高、适应性差的问题,提出了基于快速分数阶Fourier变换估计Hurst指数的DDoS攻击检测方法。利用DDoS攻击对网络流量自相似性的影响,通过监测Hurst指数变化阈值判断是否存在DDoS攻击。在DARPA2000数据集和不同强度TFN2K攻击流量数据集上进行了DDoS攻击检测实验,实验结果表明,基于FFrFT的DDoS攻击检测方法有效,相比于常用的小波方法,该方法计算复杂度低,实现简单,Hurst指数估计精度更高,能够检测强度较弱的DDoS攻击,可有效降低漏报、误报率。     

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。     

量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法

针对传统的自然混沌系统安全性低的问题,提出了量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法。通过引入量子Logistic混沌映射,解决了Logistic映射存在的周期窗口、伪随机和非周期性不好等缺陷,还改善了计算机进行浮点数运算丢失精度的问题。同时将混沌系统和分数阶Fourier变换相结合,实现了介于空间域和频域的分数域置乱,克服了传统一些方法只在单一域变换和单纯使用某一种方案而导致参数变量少,系统结构简单,直方图不均匀等缺点。实验和仿真结果表明,该算法具有密钥空间大,计算复杂度低,敏感性强等优点,能够有效地抵御统计分析攻击。     

一种结合DWT和DFT的彩色图像盲水印方案

为了扩大数字水印的适用范围,提出了一种彩色图像盲水印算法。在嵌入过程中,将宿主图像从RGB空间转换到YIQ空间,对其进行小波分解后再进行分块DFT变换,结合一个嵌入模板矩阵和两个伪随机序列,将Arnold置乱以后的二值图像水印嵌入到宿主图像中;在提取过程中,根据嵌入模板矩阵提取出嵌入到每一图像小块的序列,分别计算该序列和两个伪随机序列的相关性,根据相关性的大小关系恢复水印信息。实验结果表明,算法具有良好的不可见性和鲁棒性。     

基于主成分分析的UWB信号的TOA估计算法

提出了利用主成分分析法估计信号在超宽带(UWB)系统中的波达时间（TOA）的算法。算法先对带有噪声的接收信号的相关矩阵进行主成分分析，求出信号特征值对应的特征向量，然后把接收信号分别投影到上述的各个信号特征向量上，求投影之和。通过设置复杂度和采样频率较低的阈值，比较了主成分分析法和MEP算法的时延估计精度。仿真结果表明，主成分分析法时延估计误差小于12cm的概率大于90%，而MEP算法的概率小于45%。     

傅里叶变换通道注意力网络的胆管癌高光谱图像分割

目的 胆管癌高光谱图像的光谱波段丰富但存在冗余,造成基于深度神经网络高光谱图像分割方法的分割精度下降,虽然一些基于通道注意力机制的网络能够关注重要通道,但在处理通道特征时存在信息表示不足问题,因此本文研究构建一种新的通道注意力机制深度网络,以提高分割准确性。方法 提出了傅里叶变换多频率通道注意力机制（frequency selecting channel attention,FSCA）。FSCA对输入特征进行2维傅里叶变换,提取部分频率特征,再通过两层全连接层得到通道权重向量,将通道权重与对应通道特征相乘,获得了融合通道注意力信息的输出。针对患癌区域和无癌区域数据不平衡问题引入了Focal损失,结合Inception模块,构建基于Inception-FSCA的胆管癌高光谱图像分割网络。结果 在采集的胆管癌高光谱数据集上进行实验,Inception-FSCA网络的准确率（accuracy）、精度（precision）、敏感性（sensitivity）、特异性（specificity）、Kappa系数分别为0.978 0、0.965 4、0.958 6、0.985 2、0.945 6,优于另外5种对比方法。与合成的假彩色图像的分割结果相比,高光谱图像上的实验指标分别提高了0.058 4、0.105 8、0.087 5、0.039 0、0.149 3。结论 本文所提出的傅里叶变换多频率通道注意力机制能够更有效地利用通道信息,基于Inception-FSCA的胆管癌高光谱图像分割网络能够提升分割效果,在胆管癌医学辅助诊断方面具有研究和应用价值。     

基于傅立叶变换的网页去重算法

去除重复网页可以提高搜索引擎的搜索精度,减少数据存储空间。目前文本去重算法以关键词去重、语义指纹去重为主,用上述算法进行网页去重时容易发生误判。通过对字符关系矩阵进行K L展开,将每个字符映射成为一个数值,然后对这个数值序列做离散傅立叶变换,得到每个网页的傅立叶系数向量,通过比较傅立叶系数向量差异实现对网页的相似度判断。实验结果表明该方法可对网页实现较好的去重。     

光纤傅里叶变换光谱仪光谱复原软件开发

为了满足快速光谱测量的需要,研发了一台光纤傅里叶变换光谱测量装置。介绍了该测量装置的上位机数据采集和光谱复原软件的开发,包括主程序结构和复原算法等。该软件能对干涉信号进行实时采集、处理与显示,所得光谱与标准谱谱型一致,光谱分辨率可以达到0.78cm^-1,能满足实际应用的需求。     

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。     

Fractional Fourier domain equalization for single carrier broadband wireless systems

In this paper,a novel single carrier equalization approach in the fractional Fourier domain(FRFD) is proposed.It can remove all the inter-symbol interference(ISI) and avoid the considerable noise enhancement of the frequency domain-zero forcing(FD-ZF) equalizer.As the fractional Fourier transform makes a chirp spread,the impulse response of the deep fading channel may be flattened in some orders of the FRFD while it would be greatly attenuated in the FD.By searching for an optimal order under certain criterion,we take advantages of the ZF algorithm to mitigate the effects of the ISI completely.This approach can overcome the contradiction between the ISI mitigation and the noise enhancement of the FD-ZF equalizer.Theoretical analysis and simulation results show that the proposed FRFD-ZF equalizer can achieve a significant performance and have the same computation cost O(N log N) as the conventional FD linear equalizer,especially in the frequencyselective deep-fading channels.     

Compressed sensing SAR imaging based on sparse representation in fractional Fourier domain

Compressed sensing(CS)is a new technique of utilizing a priori knowledge on sparsity of data in a certain domain for minimizing necessary number of measurements.Based on this idea,this paper proposes a novel synthetic aperture radar(SAR)imaging approach by exploiting sparseness of echo data in the fractional Fourier domain.The effectiveness and robustness of the approach are assessed by some numerical experiments under various noisy conditions and different measurement matrices.Experimental results have shown that,the obtained images by using the CS technique depend on measurement matrix and have higher output signal to noise ratio than traditional pulse compression technique.Finally simulated and real data are also processed and the achieved results show that the proposed approach is capable of reconstructing the image of targets and effectively suppressing noise.     

基于分数维变换的图象恢复

对时不变退化模型的图象恢复可采用估计时间为O（NlogN)的Wiener线性滤波,对某些具有时变退化模型或非平衡过程的图象进行恢复。若进行线性估计,则需用O（N^2)时间完成。这里提出的采用分数傅里叶变换域滤波的方法。在实现时间O（NlogN)下,即获得比在普通傅里叶变换域中滤波进行估计所具有的MSE小,且没有附加代价。实验中,对不同的退化过程（chirp函数等）引起的退化图象进行恢复,结果显示此 方法是有效的。     

一种基于分数阶Fourier域的数字水印

提出了一种分数阶Fourier域的水印嵌入算法。将一复伪随机序列作为水印信息嵌入到图像的分数阶Fourier域中。分数阶Fourier变换的变换角度(α,β)为水印增加了两个自由度,增强了水印的安全性。仿真结果验证了该算法的有效性。