分数傅立叶全息图的算法研究及系统实现

将分数傅里叶变换引入到全息图的计算中,提出一种分数傅立叶变换产生计算全息图的方法,并利用拆卸的投影装置搭建出以空间光调制器DMD为核心的全息显示光学系统并获得了分数傅里叶变换计算全息图在该系统下的全息显示效果及计算机模拟效果。     

基于DMD和分数傅里叶的动态全息体视图显示

体视全息术是一种准三维显示技术,较之传统全息图,体视全息图大大降低了记录物体三维信息的数据量,使得计算机生成体视全息图成为可能,而空间光调制器SLM的不断发展也推动了全息显示系统的发展.分析了数字微镜器件DMD对光场的调制特性,将分数傅里叶变换算法用于体视全息图的生成,提出一种基于DMD的全息显示系统,实现了分数傅里叶变换体视全息图的动态显示.实验结果表明该系统能够较好地产生动态3D透视感,为基于DMD的全息显示搭建了系统平台.     

分数傅立叶变换计算全息图的算法研究

传统的计算机产生全息图方法由于在标量衍射的光场描述中没有一个统一的数值计算方法,从而计算复杂度高而且重构的3D图像的体积和视场都比较小,离市场化的要求距离远.因此,在目前的计算机硬件条件下,算法和显示系统的研究仍有很大的空间.将分数傅里叶变换引入到全息图的计算中,提出一种分数傅立叶变换产生计算全息图的方法.实验结果表明,分数傅里叶变换相对于传统的傅里叶变换在记录全息数据方面的优越性,并用计算机模拟效果表明了算法的优越性.     

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。     

分数傅立叶变换在信号处理中的应用研究

本文系统论述了分数傅立叶变换在信号处理中的两个典型应用:信号滤波和信号分离;提出了分数傅立叶滤波器的设计思想和用分数傅立叶变换的特殊形式半傅立叶变换实现信号的分离的算法实现.通过MATLAB仿真实验证实:分数傅立叶滤波的效果明显优于傅立叶滤波;半傅立叶变换可以有效地从遥感探测早期响应的减幅正弦波的衰减指数中分离出似脉冲分量,进而去确定被探测物体的固有谐振频率.     

采用DFT域嵌入的全息水印方法

研究了基于计算数字全息的数字水印技术,针对水印的稳健性与不可见性的矛盾,提出了一种基于离散傅立叶变换域嵌入二值全息图的数字水印算法,并进行了计算机仿真实验.本算法首先生成二值水印图像的傅立叶全息图并进行二值化,再对载体图像进行傅立叶变换,将二值化的全息图嵌入到载体图像傅立叶变换幅度谱中.使用该方法嵌入的水印具有良好的不...     

基元全息图的计算机模拟及其数字重现

介绍了一种基元全息图记录和重现过程的计算机模拟算法.该算法将计算全息与数字再现相结合,模拟光线的衍射与传播,实现了同轴全息图和离轴全息图的记录,并用快速傅立叶变换算法(FFT)实现全息图的数字重现.     

一种新的傅立叶变换全息图的计算机生成方法

首先以模拟退火方法计算了二元傅立叶变换全息图和四相位傅立叶变换全息图,然后以傅立叶变换性质为基础,提出了一种逆向求解全息图方法。在该方法中,将被显示的图象作为全息图的傅立叶变换面,图象的每个象素由全息面中特定空间频率的正弦光栅的傅立叶变换形成,各正弦光栅的空间频率由象素坐标决定,全息图则为一系列正弦光栅的线性迭加。该方法是一种计算机生成全息图的新方法。     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置,详细分析了光场在此单透镜系统中的传播过程,提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法,并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果,验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法，依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置，详细分析丁光场在此单透镜系统中的传播过程，提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法，并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果，验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。     

分数傅里叶全息图的快速算法及数字重现

论文通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,提出了一种基于快速傅里叶变换的分数傅里叶变换的数值模拟算法,并研究了基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成及数字重现。     

分数傅里叶变换合成计算全息与数字重现

传统的计算全息图大多采用菲涅耳衍射积分得到,但菲涅耳衍射积分在描述整个衍射光场中,没有一个统一的采样方法对积分进行数值计算,从而给计算带来不便。为了更好地研究计算全息图问题,文章引入了分数傅里叶变换,通过利用分数傅里叶变换的一种快速数值模拟算法,提出了一种基于分数傅里叶变换的合成空间三维物体全息图的新方法,并用计算机模拟了合成的全息图及其数字重构的结果。实验结果表明:由于分数阶的引入,得到一种处理光场衍射问题的统一算法,因此用分数傅里叶变换来处理光场衍射问题是十分理想的。     

Detection and parameter estimation of multicomponent LFM signal based on the fractional fourier transform

Copyright by Science in China Press 2Linear frequency modulation (LFM or chirp) signals are widely used in information systems such as radar, sonar, and communications. In these systems, to detect and estimate LFM signals is an important problem. For a long time, various methods based on maximum likelihood estimator are the predominant solutions to this task. Most of these methods can be ascribed to a multivariable optimization algorithm and are usually computationally demanding in impleme…     

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。     

基于Wigner变换的菲涅耳衍射光场的算法

通过建立在一定约束条件下的菲涅耳衍射光场与分数阶傅里叶变换的等效性,以及在新的菲涅耳衍射系统（即球面波照射下的无透镜光学衍射系统）下,利用菲涅耳远场衍射和近场衍射的相关性,提出了一种基于Wigner变换的菲涅耳衍射光场的新算法,并用计算机模拟了相应的结论.较之传统算法,该算法更加简单明了,而且为进一步研究光场的分布特征提供了新的途径.     

Research progress on discretization of fractional Fourier transform

As the fractional Fourier transform has attracted a considerable amount of attention in the area of optics and signal processing, the discretization of the fractional Fourier transform becomes vital for the application of the fractional Fourier transform. Since the discretization of the fractional Fourier transform cannot be obtained by directly sampling in time domain and the fractional Fourier domain, the discretization of the fractional Fourier transform has been investigated recently. A summary of discretizations of the fractional Fourier transform developed in the last nearly two decades is presented in this paper. The discretizations include sampling in the fractional Fourier domain, discrete-time fractional Fourier transform, fractional Fourier series, discrete fractional Fourier transform （including 3 main types： linear combination-type; sampling-type; and eigen decomposition-type）, and other discrete fractional signal transform. It is hoped to offer a doorstep for the readers who are interested in the fractional Fourier transform.     

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。     

Stability tests on known and misfolded structures with discrete and all atom molecular dynamics simulations

The brevity of molecular dynamics simulations often limits their utility in developing and evaluating structural models of proteins. The duration of simulations can be increased greatly using discrete molecular dynamics (DMD). However, the trade off is that coarse graining, implicit solvent, and other time-saving procedures reduce the accuracy of DMD simulations. Here we address some of these issues by comparing results of DMD and conventional all atom MD simulations on proteins of known structure and misfolded proteins. DMD simulations were performed at a range of temperatures to identify a 'physiological' temperature for DMD that mimicked molecular motions of conventional MD simulations at 310K. We also compared results obtained with a new implicit solvent model developed here based on Miyazawa-Jernigan interaction pair potential to those obtained with a previously used model based on Kyte-Doolittle hydropathy scale. We compared DMD and all atom molecular dynamics with explicit water by simulating both correctly and incorrectly folded structures, and monomeric and dimeric α β-barrel structures to analyze the ability of these procedures to distinguish between good and bad models. Deviations from the correct structures were substantially greater with DMD, as would be expected from coarse-graining and longer simulation time. Deviations were smallest for β-strands and greatest for coiled loops. Structures of the incorrectly folded models were very poorly preserved during the DMD simulations; but both methods were able to distinguish between the correct and the incorrect structures based on differences in the magnitudes of the root mean squared deviation (RMSD) from the starting conformation.