复杂非均匀背景下的鲁棒声呐恒虚警检测算法

针对复杂非均匀水下环境中目标检测问题,提出了一种基于背景统计特性的鲁棒声呐恒虚警(Background Statistical Characteristics based Robust Sonar Target Constant False Alarm Ratio,BSCR-CFAR)检测算法。该算法将自动删除平均级检测(Automatic Censored Mean Level Detection,ACMLD)和排序统计恒虚警(Order Statistic CFAR,OS-CFAR)检测算法引入可变指数恒虚警(Variability Index CFAR,VI-CFAR)检测算法中,并通过评估背景特性,自适应选择更匹配的CFAR检测方法。仿真和声呐实测数据分析结果表明,相比较单元平均恒虚警(Cell Average CFAR,CA-CFAR)、单元平均选大恒虚警(Greatest of CFAR,GO-CFAR)、单元平均选小恒虚警(Smallest of CFAR,SO-CFAR)和OS-CFAR、VI-CFAR等检测算法,该算法在混响边缘、混响区、单/多强离散干扰等典型非均匀背景下的恒虚警检测保持了良好的鲁棒性。     

基于VMD与共振稀疏分解的舰船辐射噪声窄带特征提取

为了获取实测舰船辐射噪声信号中有效的目标信息、提高低信噪比条件下目标信号的可分性,文章提出了结合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和共振稀疏分解(Resonance-based Sparsity Signal Decomposition,RSSD)的舰船辐射噪声信号特征提取方法。基于舰船辐射噪声信号具有一定的周期性而外界干扰具有随机性的特点,首先利用VMD自相关分析的方法重构信号,主要剔除带外噪声分量;然后采用RSSD算法基于信号共振属性的不同,进一步滤除带内噪声和瞬态干扰,实现对信号中周期性振荡成分的提取;最后提取信号的波形结构特征用于目标的分类识别。仿真信号与实测信号分析表明,该方法可以较好地滤除带内外噪声,增强舰船辐射噪声信号固有的窄带特征。多类舰船目标的分类实验结果表明,该方法可以有效提高低信噪比信号的可分性,有利于提高目标识别的性能。     

基于Anderson—Darling检验的恒虚警检测

提出一种基于Anderson-Darling检验的恒虚警检测方法(AD-CFAR),根据输入杂波特性,实现干扰杂波块删除、杂波分布检测,具有参考单元数可变、检测策略可变的特点,提高了检测器复杂杂波环境下的鲁棒性.检测算法应用K样本Anderson-Darling假设检验对输入杂波单元进行分块筛选,输出同分布杂波块,再经过单样本Anderson-Darling分布检验判断杂波分布类型,综合现有的检测技术,选择合理的检测策略.性能分析表明,在均匀杂波条件下,AD-CFAR具有近似CA-CFAR的检测性能,在多干扰目标、杂波边缘以及两者同时存在时具有良好的虚警性能和检测性能.     

VSD2000连铸钢包下渣检测系统在150吨连铸的应用

承钢150吨连铸采用VSD2000连铸钢包下渣自动监测系统,以振动信号自动检测大包下渣,解决了下渣检测中准确率不高、易受外界干扰等难点,取得了良好的运行效果。振动信号通过安装在操作杆中部的传感器经前级调理放大模块连入系统控制柜的电器控制单元,在对数据进行预处理时通过抗混凝频以及软件滤波的方法滤除某些干扰信号的影响,提取钢水振动信号的特征信息,输出至工控机进行运算分析：系统检测出的下渣信号由系统控制柜输出至前端控制单元,再控制报警单元工作。实现了对钢水振动信号的有效利用,准确检测下渣。     

基于类噪声数据的电力系统低频振荡模态参数辨识

低频振荡是影响互联电力系统安全稳定运行的关键问题之一,提出采用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)提取类噪声数据的低频振荡信号,基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)曲线拟合的电力系统低频振荡模态辨识方法。首先,采用VMD分解滤除类噪声数据信号中的直流分量,提取出低频振荡信号,利用模态相关系数确定VMD分解个数,提高了信号分解的时效性;其次,建立类噪声数据自回归滑动平均(auto regressive moving average,ARMA)数学模型,模拟产生数据信号,利用低频振荡信号自相关函数的DFT曲线拟合估计拉普拉斯变换系数,提取机电振荡特征参数;最后,采用模拟数据和某实测相量测量单元数据验证了该方法的可行性和有效性。试验表明,采用VMD算法和基于DFT的曲线拟合法提取低频振荡特征参数,有效提高了机电小干扰稳定评估的实时性。     

浅水环境中基于ISODATA的多目标定位

由于不同距离目标到接收阵之间的格林函数图像存在的明显差异性,利用其特征进行分类可以实现对不同距离目标格林函数图像的区分。文章将聚类分析算法中的迭代自组织数据分析算法(Iterative Selforganizing Data Analysis Techniques Algorithm,ISODATA)应用到传统多目标定位过程中,经过连续干扰消除过程(Successive Interference Cancellation,SIC)的反复迭代,对提取出的多个格林函数进行分类。为解决传统多目标定位过程中需要人工判断格林函数异同的问题提供了一种可行途径,并进一步将分类出的格林函数通过阵不变量方法解算出不同目标的距离信息。     

基于背景抑制与改进多尺度LSD的声呐小目标检测算法

针对声呐小目标检测由于水下环境复杂、目标回波信号弱等因素造成虚警率和误检率较高的问题,文章提出基于背景抑制和改进直线分割检测(Line Segment Detection, LSD)的检测算法。首先对原始声呐数据截取序列片段,构建多周期累积历程图,凸显运动目标轨迹线特征;其次设计边缘滤波算子,有效滤除部分背景噪声,并结合投影变换进行线特征增强,不仅实现了断裂直线重连,还抑制了剩余噪声;然后基于图像金字塔改进了多尺度LSD直线分割检测算法,有效缓解了过检测问题,大幅增加了直线平均长度;最后为了合并冗余检测信息,利用运动轨迹时空一致性特征设计后处理模块,提高了检测定位精度。通过多组无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle, ROV)、潜水员、空心球靶小目标序列的湖试、海试数据的定量与可视化结果定性分析,实验结果显示,文中算法与传统LSD相比,误检率和漏检率分别降低了11.2和3.9个百分点,定位误差下降了1.495个像素。结果表明,文中所提算法大幅提高了声呐小目标检测精度,为后续水下目标识别、跟踪等任务奠定重要基础。     

一种新的相位编码信号多普勒补偿算法研究

相位编码信号是一种多普勒频率敏感信号,而且码长越大,对多普勒频率越敏感,严重影响了雷达对高径向速度目标和远距离目标探测的能力。该文在分析伪码序列与多普勒容限关系的基础上,提出一种新的伪码调相准连续波雷达的多普勒补偿算法。该算法将回波信号取平方后送到动目标检测(MTD)滤波器中,通过提取回波信号中的多普勒频率信息,进行多普勒补偿。从仿真结果可以看出,该算法能够有效地降低多普勒频率对脉冲压缩结果的影响,验证了方法的可行性。     

多目标环境下跑道异物监测雷达的CFAR检测技术

强地杂波下的弱固定目标检测是机场跑道异物监测雷达需解决的关键问题之一,传统的恒虚警检测算法在多目标环境下会出现“自屏蔽”效应,不能有效地检测到目标。本文提出了一种剔除平均杂波图恒虚警检测算法,在分析系统特性和跑道环境的基础上,结合调频连续波雷达体制建立了多目标回波信号模型。在剔除若干个样本值后,由余下的样本值估计背景杂波强度,对多次连续扫描测量值作递归滤波处理,获得了平稳的检测门限,有效地检测到了目标。最后,进一步讨论了相关参数对检测性能的影响。     

基于频率着色的稀疏贝叶斯宽带波达角估计方法

为了提升稀疏贝叶斯(Sparse Bayesian Learning, SBL)算法在干扰环境下对目标信号的检测能力,提出将频率着色技术(Frequency Coloring, FC)推广至SBL算法中。在SBL-FC算法中,首先将阵列接收信号通过傅里叶变换转换至各个子带,在各子带内利用SBL算法进行波达角估计,输出功率谱。不同于常规的SBL算法仅将各子带的功率谱进行简单地叠加,算法考虑干扰和目标频谱结构的差异性,对各子带进行不同的着色,使得干扰和目标轨迹在方位时间历程图上对应于不同的颜色,从而使得目标轨迹更易被提取。数值仿真和实验数据分析表明,利用目标和干扰频谱结构的差异性可有效提升SBL算法在干扰环境下对目标信号的检测能力。     

主动声纳直达波干扰抑制的盲分离算法

针对舰艇编队作战中主动声纳之间存在的强直达波干扰,提出了一种基于信号统计二阶矩的直达波干扰抑制算法,实现了强干扰背景下的微弱目标回波检测。这种方法将盲分离理论和匹配相关技术相结合,首先对接收数据进行直达波干扰抑制,再利用已知发射信号副本进行匹配相关,最后提取目标回波信号。相比其它强干扰抑制算法,特别是高阶累计量法,该算法具有计算复杂度低的优点。通过数值仿真实验表明：该算法能够对直达波干扰进行有效抑制,对目标回波的检测性能优于直接匹配相关方法。     

应用CZT成像算法处理非线性调频SAR信号

在雷达领域,非线性调频(NLFM)信号正越来越广泛地被应用．对于综合孔径雷达(SAR),利用NLFM脉冲压缩既可改善脉压系统性能,又可提高系统的安全性和抗干扰性,但是如何应用现有的成像算法处理NLFM SAR信号仍少有研究．本文提出了一种改进的Chirp Z-Transform(CZT)算法．该算法适用于处理NLFM SAR信号．作者从NLFM函数族中选取了一组NLFM信号进行处理,不失普遍性地证明了应用改进的CZT算法处理NLFM信号和线性调频(LFM)信号,可以得到相同的距离单元迁移(RCM)校正效果．     

基于多层混合滤噪的轴承早期弱故障特征提取方法EI北大核心CSCD

为了提取受强背景噪声干扰的信号中的弱故障特征,提出一种基于局部均值分解的多层混合滤噪方法(Local Mean Decomposition-Multilayer Hybrid De-noising,LMD-MHD)。针对LMD分解所得的乘积函数(Product Function,PF)分量可能存在虚假分量的问题,提出一种多指标综合决策方法,结合各指标在不同故障阶段的量化能力,筛选出合理的有效PF分量。将小波阈值滤噪设为奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的前置处理单元,使保留的较大奇异值以特征信息贡献为主,减少干扰成分,并采用信号快速傅里叶变换结果中主频率个数来确定奇异值重构阶数。轴承早期故障振动信号的试验结果表明,该方法能够可有效滤除随机噪声和脉冲干扰,提取强背景噪声下的早期弱故障特征,提高轴承故障诊断的准确性。     

基于改进频域压缩感知的轴承复合故障欠定盲提取

针对旋转机械复合故障频域盲提取算法的不足,为提高欠定盲提取分离结果精度,提出基于多尺寸多结构元素的闭-开组合形态滤波、遗传模拟退火聚类及频域压缩感知重构算法相结合的(C-OACMF-GASA-CS)故障特征欠定盲提取方法。利用形态滤波滤除背景噪声及提取冲击信号;利用遗传模拟退火算法估计混合矩阵;用估计矩阵重构传感矩阵,并用正交匹配追踪基频域压缩感知重构分离信号。实验仿真及双通道滚动轴承故障加速度振动信号分析结果表明,该方法能有效分离提取滚动轴承故障特征。     

基于多层混合滤噪的轴承早期弱故障特征提取方法

为了提取受强背景噪声干扰的信号中的弱故障特征,提出一种基于局部均值分解的多层混合滤噪方法(Local Mean Decomposition-Multilayer Hybrid De-noising,LMD-MHD)。针对LMD分解所得的乘积函数(Product Function,PF)分量可能存在虚假分量的问题,提出一种多指标综合决策方法,结合各指标在不同故障阶段的量化能力,筛选出合理的有效PF分量。将小波阈值滤噪设为奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的前置处理单元,使保留的较大奇异值以特征信息贡献为主,减少干扰成分,并采用信号快速傅里叶变换结果中主频率个数来确定奇异值重构阶数。轴承早期故障振动信号的试验结果表明,该方法能够可有效滤除随机噪声和脉冲干扰,提取强背景噪声下的早期弱故障特征,提高轴承故障诊断的准确性。     

多参数监护仪临床意义及周期检定的必要性

多参数监护仪能够检测心电（ECG）、呼吸(RESP)、无创血压（NIBP），包括收缩压SYS、舒张压DIA、平均压MEAN)、体温（TEMP)、血氧饱和度(SpO2)等参数，再现了心脏电活动．揭示了心律的主要变化。通过心率紊乱可反映出体内电解质浓度和酸碱平衡的变化、新陈代谢活动的增加、药物反应等生命体征信息。血压检测是生命体征检测的基础．     

一种自适应的主动声呐直达波干扰抑制算法

为了克服主动声呐编队作战条件下的直达波干扰,达到检测微弱目标回波信号的目的．提出了一种基于频域分块自适应滤波算法的直达波抑制方法。这种方法将自适应滤波理论和匹配相关技术相结合,首先对接收数据做频域分块自适应滤波,再利用已知发射信号副本进行匹配相关,最后提取目标回波信号。其中,频域分块自适应滤波算法相比基本最小均方算法,计算复杂度降低,收敛速度快,基本保证了主动声呐每个探测周期内的直达波抑制和目标回波的提取。通过数值仿真实验表明：在强直达波干扰存在条件下,该算法对目标回波的提取在精度和鲁棒性等方面均优于以往的直接匹配相关方法。     

航管二次雷达测试仪信号处理算法研究

针对航管二次雷达地面询问机系统开场测试情况,讨论了一种基于航管二次雷达测试仪信号处理的抗汇叠、去异步干扰算法。该测试仪将接收到的询问信号通过包络检波和运算放大后,送到A/D卡进行数据采集,通过抗汇叠、去异步干扰信号处理算法,分离出各个询问信号,并对其进行测试、分析和判别。结果证明,该测试仪信号处理算法可分离出多部雷达的信号,在实际的工程中取得了较好的检测效果和应用。     

基于倒谱与经验模态分解的盐敏大鼠血压信号特征提取方法

为从盐敏大鼠血压信号中快速准确地提取出血压、心率等生理特征信息,采用经验模态分解(EMD)、倒谱、过零点检测结合的方法对PhysioNet数据库中的达尔盐敏大鼠的血压信号进行特征参数提取,可以获得平均血压、心率及动态血压、瞬时心率曲线。首先利用EMD将血压信号分解为有限个固有模态函数(IMF),根据不同的研究目的,用不同的IMF分量重构信号。可以得到动态血压及平均血压。然后对血压信号求倒谱得到平均心率,最后利用过零点检测得到瞬时心率的变化。仿真结果表明:基于倒谱、EMD和过零点检测的血压信号特征提取方法具有运算量小、特征值明显且精确的优点;在高低盐饮食下,得到大鼠血压、心率的变化与医学分析完全吻合。     

心电信号检测中滤除窄带干扰快速算法及实现

窄带干扰是信号检测中的常见干扰,如生物电信号检测中的工频干扰和基线漂移.本文以自适应相干模板法的改进算法为基础,利用其高性能、简单易行、不需要参考通道、高速和能够实时实现、可以兼顾高低端的阻带特性等特点,实现了心电信号检测中窄带干扰的快速滤除.