基于形态滤波的短波信号检测算法

针对短波信号检测中色噪声干扰导致信号检测概率低的问题,通过研究实际短波信道特性和信号的频谱特征,提出一种将信号频谱图作为一维灰度图像进行形态学滤波的预处理算法,应用联合形态学滤波估计信号噪声基底,利用改进的顶帽变换进行白化滤波,最后依据高斯白噪声环境下的门限估计理论进行信号检测。实验结果表明,该算法能在复杂的短波信道环境下较好地抑制色噪声干扰,对弱信号的有效检测率可提高10%～20%。     

基于GRT-CLEAN的高速旋转目标快速三维成像方法

针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点,本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取,实现高分辨精确目标成像;采用"先粗网格,后精确网格"的策略,分两步对散射点目标进行估计,降低计算复杂度,计算复杂度从Ο(N×P×Q×T)降为Ο(10~(-4)×N×P×Q×T),大幅提高成像速度。仿真实验与数值分析验证了本文所提方法的有效性。实验结果表明,本文所提成像在低信噪比和目标存在遮挡的情况下,依然能对目标进行有效成像;与传统的GRT-CLEAN成像方法相比,本文所提成像方法大幅降低计算复杂度。     

全场光学相干层析在细胞成像中的应用研究

研制了一套基于Linnik干涉仪的全场光学相干层析（full-field optical coherence tomography, FF-OCT）系统,以对细胞进行层析成像。不同于其它全场OCT系统的成像方法,该系统采用了基于希尔伯特（Hilbert）变换的图像恢复算法,只需要两幅移相干涉图就可以恢复出样品的结构信息,即使移相出现误差,仍然能够得到样品层析图。系统的实测纵向分辨率达到了1.1 μm,实测横向分辨率达到了2.5 μm。通过对洋葱表皮细胞的初步成像实验,验证了该FF-OCT系统的可行性,为进一步实现高分辨率细胞成像奠定了基础。     

Downward looking sparse linear array 3D SAR imaging algorithm based on back-projection and convex optimization

Downward Looking Sparse Linear Array Three Dimensional SAR （DLSLA 3D SAR） is an important form of 3D SAR imaging,which has a widespread application field.Since its practical equivalent phase centers are usually distributed sparsely and nonuniformly,traditional 3D SAR algorithms suffer from low resolution and high sidelobes in cross-track dimension.To deal with this problem,this paper introduces a method based on back-projection and convex optimization to achieve 3D high accuracy imaging reconstruction.Compared with traditional SAR algorithms,the proposed method sufficiently utilizes the sparsity of the 3D SAR imaging scene and can achieve lower sidelobes and higher resolution in cross-track dimension.In the simulated experiments,the reconstructed results of both simple and complex imaging scene verify that the proposed method outperforms 3D back-projection algorithm and shows satisfying cross-track dimensional resolution and good robustness to noise.     

基于二进小波变换的实信号的多尺度Hilbert变换和瞬时频率提取

该文着重讨论了使用二进小波变换方法实现数字Hilbert滤波,特别是使用滤波器组实现多尺度Hilbert滤波所要考虑的各尺度滤波器的设计问题。将多尺度Hilbert方法应用到求信号的瞬时参数中,并利用小波变换的去噪思想,取得了比使用DWT方法去噪更好的去噪效果。     

基于水下光照不均匀成像模型的图像清晰化算法

为了克服水下图像清晰度低和光照不均问题,首先在水下光照均匀成像模型的基础上建立水下光照不均匀条件下的成像模型,进而提出新的水下图像清晰化算法。在算法中,首先在小波变换低频子带上实现了介质散射光和光照变化混合图像的快速估计与去除,然后将得到的图像分割成亮斑区和散射区,并分别进行增强处理。实验结果表明,本文提出的算法可以显...     

基于盖革APD阵列的光子计数三维成像

基于盖革APD阵列的激光主动探测系统具有较高的灵敏度、空间分辨率和测距精度,在遥感探测、目标识别等领域具有广泛的应用前景。受探测模式、噪声等因素影响,盖革APD阵列需要大量累积光子探测来实现高精度成像。针对该问题,基于目前国内规模最大的InGaAs盖革APD阵列,搭建了1 064 nm激光探测实验装置,对室外600 m外目标进行了成像。通过分析光子计数物理过程,建立了目标反射率与距离的极大似然估计。结合自然图像稀疏的先验知识,采用正则化图像重构方法,改善了累积光子数较少情况下的成像精度。通过对比,验证了正则化图像重构方法能够抑制光子数涨落引起的参数估计偏差,提升了成像质量。     

激光主动成像图像边缘检测算法研究

针对激光主动成像图像特点,分析了双数复值小波变换的优点和Canny算子存在的不足,提出了一种基于双数复值小波变换和Canny算子相结合的边缘检测算法.首先对激光主动成像图像进行双数复值小波变换得到小波系数序列,再对小波系数进行滤波,最后运用Canny三条检测规则逐层检测图像边缘.通过对实际激光主动图像进行边缘检测实验,结合视觉效果和可匹配性指标,可以看出本文的算法具有图像边缘细节保护好、检测结果可匹配性强等优点.     

Design of a new restoration algorithm based on the constrained mean-square-error criterion

In this paper the joint optimization of different criteria is addressed, as a powerful means of incorporatinga priori information in linear image-restoration algorithms. Theconstrained mean-square-error (CMSE) approach is introduced, which enables the incorporation of both spatial and spectral information regarding the peculiarities of the problem. Depending on the nature of the spatial information, this approach can be interpreted as either a regularized or an adaptive scheme. As a regularized scheme, it offers an alternative to conventional approaches, in which the ringing artifacts are efficiently suppressed by means of the regularizing operator. As an adaptive scheme, the CMSE approach offers the flexibility of applying either linear Wiener filtering or inverse filtering, depending on the local signal activity. Optimal techniques for the selection of the regularization parameter in both nonadaptive and adaptive cases are introduced. The capabilities of the CMSE approach as a regularized scheme and an adaptive scheme, are demonstrated through restoration examples.     

基于振动信号分析的电机故障诊断应用研究

电动机作为主要动力设备广泛应用与工业领域,阐述了电动机故障诊断的研究现状;分析了电动机振动监测及故障分析的方法,电动机振动产生的机理和原理;提出了基于Hilbert变换包络分析方法,利用幅值包络谱图横向切片进一步识别电机振动信号中故障特征频率对应的边带成分,实现故障定位;幅值包络谱图纵向切片可以实现振动状态变化的辨别分...     

改进的基于稀疏表示的多聚焦图像融合

针对基于稀疏表示(Sparse Representation,SR)的融合算法存在冗余性和残余量丢失,提出一种改进的基于稀疏表示(Improved Sparse Representation,ISR)的多聚焦图像融合算法。该算法通过对源图像块去平均后再进行稀疏分解,解决了信息冗余问题;对稀疏表示中的残余量进一步采用小波变换进行融合,保证了信息的完整性;采用加权平均的融合规则,从而获得更多的信息量。实验结果表明,与其他的方法相比,本文提出的算法能实现更好的性能。     

Operator basis for analytic signal construction

The operator basis for one-dimensional analytical signal construction is considered. Why the Hilbert transform plays a fundamental role is clarified. Extension to the case of multidimensional signals is considered. Possible ramifications for the definition of a fractional analytic signal are discussed.     

一种级联的激光主动成像图像融合降噪算法

针对激光主动成像图像混合噪声的特点,提出了一种投票中值滤波和整数提升小波级联的融合降噪算法。首先对激光图像进行噪声像素点检测,区分噪声点与非噪声点;而后采用投票中值滤波对噪声点进行处理,抑制脉冲噪声;然后采用整数提升小波变换对图像进行Bayes自适应阈值去噪,抑制散斑噪声;最后通过逆变换得到去噪图像。通过实验比对结果表明,该方法在具有良好的去噪、边缘保持性能的同时,还具有较为理想的实时性。     

基于等效相位中心近似与改进SLIM算法的稀疏阵列快速成像算法

提出一种应用于毫米波稀疏阵列成像的基于频率域成像算法和压缩感知技术相结合的成像算法。算法包含两个主要步骤,首先采用等效相位中心近似原理,将快速傅里叶变换成像算法用于周边形阵列,由于等效相位中心近似引入的残余相位误差无法在近距离成像应用中被完全补偿,因此在第二个步骤中,提出基于压缩感知技术的基于迭代最小化的稀疏学习（SLIM）的改进算法用于重聚焦初始图像。通过等效相位中心近似原理和改进的SLIM算法的结合,所提算法具备更高的计算效率、提升了图像质量、相比于传统的SLIM算法具备更少的迭代次数。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于RF-PWM的主动谐波消除方法

开关模式功放(SMPA)适合于恒包络信号的高效功率放大,但会产生大量高次谐波,不仅对开关功率器件是一大挑战,还可能引入额外失真,对滤波器提出更高要求。针对上述谐波问题,根据叠加原理,在射频脉冲宽度调制(RF-PWM)的基础上,提出了一种针对恒包络信号的主动谐波消除方法。该方法通过选取多个特定的比较门限,对构成多电平输出脉冲的多个子脉冲的脉冲宽度进行控制,使其特定次谐波分量相互抵消,从而实现对特定次谐波的主动消除。该方法一方面可显著降低恒包络信号高效放大对滤波器的设计要求和实现难度,适合宽频段应用;另一方面可提高编码效率,有利于提高SMPA对恒包络信号的功放性能。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

一种基于SVM的超分辨成像算法研究

为了提高逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨力,提出了一种基于支持向量机(SVM)的ISAR成像算法,通过适当地选择核函数的参数,可以在小观测角度的情况下,获得大观测角度图像,提高了ISAR成像的分辨力,实现了ISAR的超分辨成像.引入图像质量指数,仿真结果表明:基于SVM的超分辨方法在小转角条件下得到的目标像,具有和大转角实测数据下的目标像一样的图像质量,提出的方法可靠有效.     

一种利用压缩感知改进的PMF-FFT扩频捕获算法

为了实现直接序列扩频（DSSS）信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗,引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换（PMF-FFT）算法,提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换（CSPMF-FFT）算法。该算法将PMF-FFT算法与压缩感知理论相结合,先对信号进行稀疏性分析和压缩观测,然后从少量压缩观测值中重构信号,并利用输出的峰值信息估算信号的多普勒频移和码相位,从而实现捕获。理论分析和仿真实验表明,相较于PMF-FFT捕获算法,CSPMF-FFT算法能在成功完成捕获的同时有效地减少相关器的数目和FFT变换的运算量,从而降低系统数据量和硬件资源压力,为基于压缩感知的扩频信号处理技术研究奠定了基础。     

基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法

针对极化探地雷达( GPR)工作过程中目标成像空间的联合稀疏性,提出了一种基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法。在建立极化探地雷达回波信号模型的基础上,利用各极化通道测量数据的联合稀疏性将各个极化通道的测量数据等效成多测量向量( MMV ),通过多任务贝叶斯压缩感知( MT-BCS)算法对各个极化通道的测量数据进行联合处理从而实现各个极化通道对应的探测场景反射率的重建。基于时域有限差分( FDTD)法的仿真数据处理结果表明所提成像算法在目标位置重建的准确性和背景杂波抑制能力上均优于单测量向量( SMV)模型的极化探地雷达成像算法。     

复包络重采样超宽带目标信号模拟方法

针对超宽带高动态目标信号的高精度模拟问题,通过详细分析目标运动对超宽带信号的包络和频率带来的影响,提出了一种复包络重采样模拟方法。该方法根据目标时变的距离时延实时计算重采样时刻,结合任意精度内插生成目标信号的复基带序列。相较于传统的多普勒频偏模型模拟方法,该方法准确地刻画了目标信号在时间尺度上的实时伸缩特性,不仅能更好地模拟高动态目标的时变多普勒特性,还能模拟超宽带目标信号的包络变化,并且保留了目标信号的初始相位特性。通过对超宽带目标信号模拟的仿真,验证了该方法的有效性。     

基于最小熵的自适应加权包络对齐算法

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像及运动补偿原理的基础上提出了一种基于最小熵的自适应加权包络对齐算法,并通过仿真试验验证了该算法对提高运动补偿精度和改善最终成像质量的有效性。