Improved Spectral Representation for Birdcall Based on Fractional Fourier Transform

A novel spectral representation based on fractional Fourier transform (FrFT) is proposed and applied to birdcall analysis. The FrFT-based spectrogram of a signal is derived and compared with its FT-based counterpart,and the spectrum gathering method is used to show the energy distribution related to the pitch frequency. The fixed transform order and adaptive orders for FrFT are tested. The fixed order can be obtained empirically or calculated according to the known chirp rate. The adaptive optimal orders are determined by using ambiguity function. Experimental results with birdcalls show that the FrFT-based spectrogram with an optimal transform order has higher resolution than its STFT-based counterpart,and the better performance can be achieved if adaptive orders are used.     

基于几何多尺度方向窗的小波图像去噪

针对小波变换处理1-D信号十分有效，但处理2-D信号由于具有方向的缺失，不能做到最优逼近的问题，提出了基于几何多尺度方向窗的小波图像去噪方法．该方：去利用图像的几何特征，在小波域中按照最小逼近误差的原则，在初始化方向窗内寻找图像几何方向信患，并在峰值信噪比规则下合并不同大小方向窗内的几何方向．最终选择出图像的去噪方向．在获得每个方向窗内去噪方向的基础上，沿去噪方向作2-D向1-D系数投影，进而对产生的1-D信号作小波去噪，重构后即实现了对图像的去噪处理。     

联合Contourlet和Bandelet的变换在图像压缩中的应用

针对小波变换方向选择性差的局限,提出了一种基于Contourlet的Bandelet变换．该变换首先通过小波变换把图像分解成不同频率的子带,接着用方向滤波器组把高频子带分解为多个方向子带,之后对每个方向子带进行Bandelet变换．这种多方向多尺度临界采样的变换能更稀疏地表示图像边缘和纹理等几何特征,有利于图像压缩．将JPEG2000的比特位平面和上下文编码方法应用到量化后的变换系数上实现了图像压缩．实验结果表明,对于纹理和边缘丰富的图像,提出的压缩算法优于JPEG2000．     

基于平稳Contourlet变换的极化SAR图像融合

提出一种新颖而有效的基于平稳Contourlet变换的极化SAR图像融合算法。平稳Contourlet变换是一种具有几何信息的灵活多尺度、多方向和平移不变性的图像分解变换,与小波变换相比,对图像分析很重要的沿曲面任意方向反映的细节更容易调整。采用平稳Contourlet变换对多个单极化强度图像进行分解,对于低频系数和方向高频系数采用最优加权算法实现极化图像的融合处理。实验结果表明,该算法与PWF算法相比在保留原始图像边缘和纹理信息同时,可以有效地抑制相干斑噪声的影响,取得较好的融合视觉效果。     

基于支持向量机和遗传算法的纹理识别

为了解决尺度变化和训练样本有限给纹理识别带来的困难,提出了一种基于支持向量机和遗传算法的纹理识别新方法。该方法用小波变换各子带图像共生矩阵参数、分析窗口大小、像素均值和像素标准差等参数作为纹理特征,用多类支持向量机作为分类器。用遗传算法对纹理特征集进行了优化;用输出纠错码将二类支持向量机扩展到多类,提高了分类器的泛化能力。用包含有25类单色自然纹理的图像库进行识别试验,结果表明,该方法的识别错误率小于10%,得到了比传统的贝叶斯等方法更高的识别率和更好的推广性。     

一种自适应HEVC视频编码行列变换跳过模式

降低比特率是视频压缩编码的首要任务。视频编码中帧内和帧间预测后残差块存在结构性纹理,其纹理特性与正交变换之间存在以下因果关系:当纹理较强时,正交变换后能量集中的效果较差;反之则相反。因此,根据残差的水平和垂直方向的纹理特性,提出一种自适应变换跳过模式。首先利用残差块纹理特性计算残差块水平和垂直方向的梯度值,分别求出水平和垂直方向梯度绝对值的和,通过大量实验统计,得出经验的水平或垂直方向梯度的阈值,根据该阈值选择跳过水平或者垂直变换,以达到更好的编码性能。接着,根据变换跳过模式提出了一种自适应扫描模式。仿真结果表明:所提出的方法与目前的HEVC参考软件HM4.0相比,在编码时间少量增加的情况下,码率减少了0.82%～8.92%,同时提高了峰值信噪比(PSNR)。     

基于模糊函数切片和 FrFT 的快速 LFM 信号参数估计

RAT（Radon-Ambiguity Transform）和FrFT（Fractional Fourier Transform）被广泛应用于线性调频（LFM）信号的参数估计。针对RAT调频斜率估计时的全角度域搜索和FrFT参数估计时的两维搜索导致计算量增加的问题,提出了一种快速LFM信号参数估计方法。采用模糊函数（Ambiguity Function）切片和RAT相结合的方法快速估计调频斜率,并以此确定最优分数阶变换阶数,然后利用一次FrFT实现LFM信号的剩余参数估计。理论分析和实验仿真表明了该方法的有效性。     

基于双树复小波和广义高斯密度的纹理图像检索

提出了一种基于双树复小波变换结合广义高斯密度和Kullback-Leibler距离的纹理图像检索新方法。该方法运用双树复小波变换对检索图像和目标图像进行分解,在每层生成6个方向子带的小波系数,并对小波系数的边缘分布函数进行高斯建模,生成纹理特征,再通过计算相应子带间纹理特征的Kullback-Leibler距离度量图像的相似性。实验表明,该方法比基于能量特征和欧氏距离的检索方法以及在3层分解层数下比基于小波变换、Contourlet变换等结合广义高斯模型的检索方法有更高的检索率。     

Directionlet域的多波段遥感图像融合算法研究

提出一种有效的基于Directionlet变换的多波段遥感图像融合算法。Directionlet变换是一种新的基于格子的歪斜多尺度多方向各向异性小波变换工具,具有更高的逼近精度和更好的稀疏表达能力的图像分解变换,与小波变换相比,抑制了小波变换在图像边缘方向表示的固有局限性。首先采用具有多尺度、多方向特点的Directionlet变换对多波段遥感图像进行分解。对于低频系数采用平均融合算法,方向高频系数采用区域边缘检测实现多波段遥感图像的融合处理。实验结果表明,提出的算法与传统融合算法相比不仅原始图像的边缘和纹理信息可保留,而且可获得更好的融合视觉效果。     

基于支持向量机的图像纹理识别方法

将支持向量机(SVM)应用于基于内容的图像检索领域,提出一种基于Gabor小波变换和支持向量机分类器的新型集成纹理识别方法.目标是利用Gabor小波设计的多通道小波滤波器对图像目标进行小波变换,用Gabor小波变换系数的模的平均值和标准差生成表示目标图像的特征向量,将特征向量归一化后用支持向量机进行训练和识别.最后,利用Brodatz纹理库中的纹理图像进行了试验并与其他几种方法进行了比较.结果表明,该方法的识别率在小样本情况下要优于其他几种方法,并且具有更好的泛化和推广能力.     

Research Progress of the Sampling Theorem Associated with the Fractional Fourier Transform

Sampling is a bridge between continuous-time and discrete-time signals, which is important to digital signal processing. The fractional Fourier transform(FrFT) that serves as a generalization of the FT can characterize signals in multiple fractional Fourier domains, and therefore can provide new perspectives for signal sampling and reconstruction. In this paper, we review recent developments of the sampling theorem associated with the FrFT, including signal reconstruction and fractional spectral analysis of uniform sampling, nonuniform samplings due to various factors, and sub-Nyquist sampling, where bandlimited signals in the fractional Fourier domain are mainly taken into consideration. Moreover, we provide several future research topics of the sampling theorem associated with the FrFT.     

利用方向特性实现非下采样Contourlet变换阈值去噪

系数阈值是流行的去噪方法,其中阈值方式与大小的选择是一个重要的技术问题．依据非下采样Contourlet分解系数尺度内与尺度间的相关性,考虑到相同尺度内不同方向上系数分布的聚集性依赖图像自身发生变化,提出一种利用方向特性实现非下采样Contourlet变换阈值去噪策略．对于被加性高斯白噪声污染的图像,实验中将利用方向特性实现非下采样Contourlet变换阈值去噪策略方法与小波阈值去噪、Contourlet变换去噪方法和非下采样Contourlet变换去噪方法进行了比较,结果表明利用方向特性实现非下采样Contourlet变换阈值去噪策略的峰值信噪比结果相比这些方法平均高出0.5~3.3dB,在边缘特征方面保持了良好的视觉效果．     

分数阶自相关和FrFT的LFM信号参数估计

基于分数阶自相关和分数阶傅里叶变换的特点,提出了一种LFM信号检测与参数估计方法。相对分数阶傅里叶二维扫描法和匹配傅里叶变换,所提方法将检测与参数估计的二维搜索变为一维搜索,快速实现信号检测和参数估计,在多分量LFM信号情况下借助"Clean"的方法来抑制强分量对弱分量的干扰。计算机仿真表明了该算法在低信噪比多分量LFM信号检测与参数估计中的有效性。     

三维粗糙表面的谱矩特征

提出了分数阶次谱矩的概念,并对三维表面粗糙度的纹理方向性进行了详细研究.通过对几种典型的精密机械加工试件的实验分析,结果表明,用二阶表面谱矩中的分数阶次矩,可以更合理、准确和定量地反映不同加工表面的纹理类型及方向性.     

一种基于FrFT的ISAR多目标成像方法

针对逆合成孔径雷达（IsAR）同一波束内多个运动目标在距离上重叠时的成像问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换（FrFT）的ISAR多目标成像新算法．首先建立多目标回波模型,通过分析各目标平动多普勒历程差异,得出各目标回波在同一距离门内均可近似为一组线性调频信号的结论．然后结合FrFT和Clean思想（FrFT-Clean）对多目标回波信号中各个目标的回波分量进行分离,最后用常规算法对各个单目标分别进行成像．仿真结果验证了该方法的有效性．     

基于分数阶傅里叶变换的LFM干扰抑制算法

针对利用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)进行干扰抑制时门限阈值设定的难题,为有效抑制DS/FH系统中的线性调频(linear frequency modulated,LFM)干扰,通过深入分析DS/FH和LFM信号的FrFT性质,提出了一种新的LFM干扰抑制算法,该算法充分利用FrFT时频面坐标轴旋转性质,通过计算信号的不同阶次FrFT并搜索其峰值,确定信号最优FrFT阶次,完成对LFM干扰信号的判别,最后采用频域陷波来抑制LFM干扰。理论分析和仿真实验表明,该算法能够有效的剔除DS/FH系统中的LFM干扰信号,不需要阈值门限设定,算法具有较好的稳健性和普适性。     

(研究生论坛)IEEE802.11g无线局域网中基于FrFT角分多址的多流OFDM技术

为了提高数据传输速率,本文把分数阶傅立叶变换（FrFT）角度看作一种时频联合资源,通过设计最优分配准则提出IEEE802.11g无线局域网（WLAN）中基于FrFT角分多址（ADMA）的多流正交频分复用（OFDM）技术。发送端通过不同角度的逆分数阶傅立叶变换（IFrFT）对多个数据流进行调制,由于每个数据流中不同子信道上调制基函数的相互正交性,以及不同数据流之间相同子信道上调制基函数的近似正交性,接收端可以通过FrFT域相关检测很好地抑制各数据流间干扰。最后的仿真结果表明：相比传统IEEE802.11g中单流OFDM技术,系统传输速率可以得到显著提高。     

基于DPCA-FrFT算法的SAR运动目标参数估计

在双通道的工作模式下,结合DPCA技术和分数阶傅立叶变换实现了对SAR运动目标的定位和两个方向(方位向和地面距离向)上速度的估计。首先建立了双通道SAR系统对运动目标的回波信号模型,阐述了动目标DPCA信号为线性调频信号这个特点,并且根据这个特点采用了分数阶傅立叶变换对其进行检测和参数估计。由于DPCA技术具有良好的杂波对消功能以及FrFT对chirp信号的良好检测效果,在不同信噪比情况下,DPCA-FrFT算法都能有效地抑制静止背景、获得良好的测速和定位效果。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

一种图像纹理特征检索算法

提出一种基于Radon和小波变换的图像纹理特征检索算法,对原始图像进行坐标系的旋转校正,确定方向归一化的图像,再对方向归一化后的图像进行Radon变换．根据Radon变换投影数据的几何特性,构造了适合投影数据的具有尺度和平移不变性的小波分解,该小波分解系数具有旋转、平移和尺度不变性．采用图像中各尺度小波系数的能量值作为图像的纹理特征,以此进行图像检索．基于纹理特征的试验结果表明,该特征具有旋转、平移和尺度不变性,与RIM算法相比平均检索率提高了3.8％．     

基于移动最小二乘曲线拟合的LFM信号参数估计

针对二维搜索方法实现基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的线性调频信号(LFM)参数估计中存在的峰值估计偏差问题,提出可利用移动最小二乘(MLS)技术来拟合FrFT模函数峰值检测向量的方法以提高参数估计性能.该算法将复杂的二维搜索问题简化至一维曲线拟合来进行处理.理论分析与仿真结果表明,该方法在保留分数阶域处理优点的同时,可明显减少运算量,并达到较高估计精度,为基于FrFT的LFM信号实时检测提供了可能.