基于小波变换与模糊理论的医学超声图像增强与去噪方法研究

医学超声图像的增强与去噪一直是医学图像处理的重要课题,针对传统超声图像增强处理算法的不足,本文提出一种基于小波分析理论和模糊理论的超声图像增强与去噪算法,首先对医学超声图像进行对数变换,将乘性噪声转换成加性噪声;然后再对超声图像进行多尺度小波变换,得到图像的高频和低频小波系数;再对低频系数进行模糊域增强,对高频系数进行小波软阈值去噪;最后通过小波重构得到增强后的图像。实验证明,该算法能有效增强超声图像的视觉效果,去除噪声,具有一定的应用价值和意义。     

小波变换及其在信号去噪中的应用

介绍了小波变换理论及基于小波变换去除信号噪声的基本原理和方法.研究利用小波变换技术对噪声进行阈值处理和去除非平稳信号的噪声,并应用Matlab软件实现了小波去噪的计算机仿真,仿真结果表明小波变换去除噪声的效果优于传统的Fourier变换.     

基于小波和曲线拟合对瞬变电磁信号去噪的优化

瞬变电磁信号容易受到各种噪声的干扰,造成数据处理时分辨率较低,导致异常解释信息,影响后续工作进程。因此,必须选取合适的方法对其进行去噪处理。本文针对瞬变电磁信号的特点利用小波去噪法的优点在噪声中提取有效信号,进而利用曲线拟合对提取的信号做进一步的优化以便得出可靠的解释结果。     

基于自适应多尺度形态滤波与EMD的激光雷达回波信号去噪方法

在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD相结合的组合算法。首先,使用自适应多尺度形态滤波器作为前置单元,对信号进行初步处理,剔除信号中的间断事件干扰。之后,应用EMD对处理过的信号去噪。采用仿真数据及真实激光雷达回波数据进行了去噪实验。实验结果表明,文中算法相比于直接EMD去噪,在仿真试验中信噪比提高了8.89 dB,均方根误差降低了0.0514;在真实回波数据去噪实验中,6 km以后平均信噪比提高了3.356 4 dB。该组合算法有效地抑制了模态混叠现象,具有良好的去噪效果及应用前景。     

基于均值去噪与图像增强的方差滤波器

为了使图像既能去除噪声又获得增强,基于平滑低通滤波器、中值滤波器去除图像噪声原理和改进的巴特沃斯高通滤波器的图像对比度增强与边缘保持的原理,提出了一种新的均值去噪与图像增强的方差滤波器.实验结果表明,该方差滤波器无论在噪声去除、对比度增强、边缘保持等方面都优于上述3种滤波器.     

基于小波的声发射信号去噪研究

由于小波变换具有较强的时频分析和局部分析能力,常用于非平稳信号的去噪处理中。首先根据小波分解后各高频系数所占的能量百分比对信号进行提纯,再对提纯后的信号进行小波阈值去噪,并运用信号能量百分比和频谱分析对去噪效果进行评判。实验结果表明,这种先提纯后阈值去噪的处理方法能够在保证信号不失真的前提下,有效去除声发射信号中的噪声。     

基于小波阈值算法的海杂波信号去噪

为有效提取噪声背景下的海杂波信号,针对海杂波信号非线性非平稳的特点,提出基于小波阈值算法对实测海杂波数据去噪。在噪声水平未知条件下,提出基于噪声主要在高频段且能量较小、信号主要集中在低频段思想的噪声判断准则。为验证小波去噪效果,将该算法对含有噪声的海杂波实测数据进行去噪,采用均方差和降噪信号信噪比两项指标来衡量去噪效果,并与均值和中值等去噪方法对比,小波算法在这两项指标均优于其他算法;此外,实验结果还表明,db2小波在双曲线阈值函数和HeurSure阈值模式下优于其他小波去噪效果。     

Optimal FPGA implementation of CL multiwavelets architecture for signal denoising application

Wavelet transform is considered one of the efficient transforms of this decade for real time signal processing. Due to implementation constraints scalar wavelets do not possess the properties such as compact support, regularity, orthogonality and symmetry, which are desirable qualities to provide a good signal to noise ratio (SNR) in case of signal denoising. This leads to the evolution of the new dimension of wavelet called ‘multiwavelets’, which possess more than one scaling and wavelet filters. The architecture implementation of multiwavelets is an emerging area of research. In real time, the signals are in scalar form, which demands the processing architecture to be scalar. But the conventional Donovan Geronimo Hardin Massopust (DGHM) and Chui-Lian (CL) multiwavelets are vectored and are also unbalanced. In this article, the vectored multiwavelet transforms are converted into a scalar form and its architecture is implemented in FPGA (Field Programmable Gate Array) for signal denoising application. The architecture is compared with DGHM multiwavelets architecture in terms of several objective and performance measures. The CL multiwavelets architecture is further optimised for best performance by using DSP48Es. The results show that CL multiwavelet architecture is suited better for the signal denoising application.     

基于FRFT的雷达信号脉内特征分析

针对目标模拟训练器中精确测量雷达信号脉内参数的需求,提出了基于FRFT的线性调频信号脉内参数估计的方法,给出目标训练器中脉内参数的计算过程,通过仿真分析了信噪比对算法估计性能的影响。仿真结果表明在较低信噪比下,本算法对不同的线性调频信号的参数估计有较高的精确度。     

一种改进的基于EMD分解的超宽带信号消噪算法

针对低信噪比超宽带信号的消噪问题,提出一种改进的基于经验模式分解(EMD)的消噪算法.该算法首先对含噪信号进行EMD分解,得到多个固有模态函数(IMF)分量,然后选取高阶IMF重构原信号,达到消噪的目的.针对对UWB信号的IMF重构过程中阶数阈值难以确定的问题,通过数值仿真的方法,得到信号分量和噪声分量在不同阶IMF上的能量分布特性;在对所得特性进行分析的基础上,设计了一种数据自适应的阶数阈值选取算法,解决了EMD消噪中的阶数阈值选取问题.仿真结果表明,EMD消噪算法能够在较低信噪比下提供平均10 dB的信噪比增益,可以有效地对超宽带信号进行消噪.     

小波降噪对TDLAS 干涉抑制的研究

基于多光程吸收池的可调谐半导体激光吸收光谱 (TDLAS) 系统在检测过程中容易出现噪声干扰, 影响着其 实际检测性能。针对这种干扰的特征进行分析, 提出利用小波降噪法来改善 TDLAS 系统的探测性能。首先依据理论 研究结果选择合适的小波函数和分解层数, 然后通过这种小波对叠加干扰的仿真信号进行滤波, 结果表明这种降噪技 术具有良好的去噪效果。最后利用小波降噪技术处理了实验采集的不同浓度气体的直接吸收光谱 (DAS) 和二次谐波 信号, 相比于原信号, 降噪后信号的信噪比从 0.4 增加到 259, 系统的检测限也达到 7×10−6, 表明小波降噪方法在气体 光谱检测中具有较高的应用价值。     

基于FPGA的小波去噪的硬件实现

为了解决传统频域去噪法在光信号处理中单分辨率的局限性,提出了具有多分辨性的小波去噪法,并通过对比验证其有效性。由于小波去噪实现对硬件的要求较高,采用现场可编程门阵列做硬件平台来实现基于分布式算法的小波运算,将复杂的乘法运算转化为简单的并行查表累加过程,提高了运算效率,完成了小波算法的硬件移植。最后设计了基于现场可编程门阵列的采集系统,并在其上进行了小波去噪的硬件验证。结果表明,小波去噪算法在现场可编程门阵列平台上得到了很好的实现,且去噪效果良好。     

基于支持向量机的水声信号多分类器设计

目标分类器是水下目标自动识别系统的重要组成部分,目前水下目标分类的方法主要有统计分类、神经网络和专家系统等三大类的分类方法。支持向量机（SVM,Support Vector Machine）是根据统计理论提出的一种新的算法,该算法具有良好的泛化性能,不仅对训练样本的分类性能较好,对未知的检验样本同样具有好的分类效果,特别适用于小样本数据的分类。本文将该算法推广至多分类情况,并对三类水声信号样本进行分类试验。实验结果表明,该算法可以有效的避免“维数灾难”问题,且分类正确率高于传统的神经网络分类器。     

基于局部路径特征信息神经网络的图像去噪

图像去噪旨在减少或消除噪声对图像的影响,这一过程往往会有高频细节信息的丢失。为了在去除图像噪声的同时保护图像的边缘信息与纹理细节,本文提出了一种能够连接图像局部路径信息的神经网络,该网络训练完成后可以直接对含噪声图像进行降噪,不需要对图像进行预处理。本文提出的神经网络包括3个部分特征提取层、信息连接模块、信息重建层。信息连接模块是该网络的关键部分,通过残差学习连接局部长路径和局部短路径的特征信息。实验结果表明,经本文处理后的图像在有参考的图像质量评价指标PSNR和SSIM上均有明显提升,PSNR最高可以达到34.87 dB,SSIM可以达到0.87以上;在无参考的图像质量评价指标BRISQUE和NIQE上均有明显下降。本文算法对不同水平、不同种类的算法都有相对较好的效果,且性能优于一般算法,在去噪工作中有一定的实用价值。     

宽带信号模型及分辨力性能研究

讨论了宽带信号的模型及条件,在此基础上对宽线性调频信号在宽带模型下的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析和模拟,燕对宽带模型及窄带模型下的结论进行了比较,证明了信号分辨力取决于信号频谱结构及尺度,得出了两种模型下信号分辨力特性的关系。     

基于小波去噪的激光多普勒振动信号处理

为了降低激光多普勒振动信号中噪声产生的影响,采用基于改进小波去噪算法的激光多普勒振动信号处理方法,将尺度引入阈值函数,确立新的评价指标用于选择最优分解层数,从而来改进小波阈值去噪算法,并利用改进的算法处理振动信号, 进行了仿真分析和实验验证,取得了处理前后的振动数据。结果表明, 改进算法处理仿真信号的信噪比比原有算法提升19.4%;实验测得音叉振动频率为515Hz,与实际音叉频率基本吻合。这一结果对降低激光多普勒振动信号中噪声的影响、获取振动状态是有帮助的。     

一种改进的基于ICA的信号增强方法

根据一路带噪信号，采用独立分量分析方法去除加性噪声，从理论上讲就是在观测信号向量的维数小于源信号向量维数情况下的独立分量分析问题。问题的关键是如何构造另一路观测信号，使问题有解。文中提出了一种改进的构造方法，这种方法非常简便，实验结果表明其分离性能比较理想。     

基于PCI8602的水声信号监测系统设计

为了提高水声信号监测效果和能力,设计了一种基于PCI8602数据采集卡和LabVIEW编程软件的靶标水声信号监测系统。系统采用RHSA20标准水听器为前端传感器,连接信号调理模块,以PCI8602数据采集卡为核心硬件,通过LabVIEW编程软件快速实现对水声信号的实时数据采集、显示与存储,可满足对水声信号的监测需求。     

激光诱导声信号通信技术的初步研究

构建了激光声实验测量系统,利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号,由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器.分析了激光声信号的时频域数学模型,通过实验对单个激光声信号的时频域特征进行了研究,对激光声通信的信号调制方式进行了理论分析和实验验证.研究结果表明:激光声信号的脉宽约为20s,其能量主要集中在200 kHz内,这其中100~200 kHz内的能量占到的比例大约有50%,通过对激光声信号进行幅度调制和频率调制,可以有效实现激光声通信过程.     

基于信号子空间的语音增强方法

基于子空间的语音增强算法不同于基于信号处理和统计估计的经典语音增强算法,其核心思想就是将带噪语音信号映射到信号子空间和噪声子空间中,并在信号子空间中估计原始信号。本文提出的算法是以线性代数和矩阵分析为基础,利用对语音信号和噪声协方差矩阵同时对角变换的条件,对混有加性白噪声和粉红噪声的语音信号进行增强处理。经过实验分析及与传统的语音增强算法相比较,语音失真较小,增强效果较好,能够在极大限度地抑制背景噪声的同时减少频谱失真和残余噪声。