改进快速NSST的热烟羽红外与可见光图像融合

针对非下采样剪切波变换逐步划分子带过程中迭代滤波运算效率不高的问题,提出一种非下采样剪切波变换的快速分解重构方法。改进的分解方法根据分解的尺度卷积非下采样金字塔滤波器组中相应的滤波器,用卷积结果对源图像进行滤波,直接生成子带图像,在提高图像分解速度的同时,也相应减少分解迭代滤波的运算量。本文采用一种基于标准差的区域特性量测方法用于低频系数融合,突出低频系数中的轮廓信息;最高频系数融合采用能量取大的融合规则,其余高频系数通过结合改进的拉普拉斯能量和与梯度特性进行融合,使目标烟羽的边缘信息更加清晰。实验结果表明,融合后热烟羽图像目标细节清晰突出;综合客观评价指标来看,本文方法优于一些常用的红外与可见光图像融合方法。     

基于压缩感知的BOTDA性能增强方法

为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏表示,然后通过高斯随机采样和正交匹配追踪算法进行布里渊增益谱重构。为了验证所提方法的性能,仿真生成了不同信噪比水平的布里渊增益谱,搭建了45 km的布里渊光时域系统进行温度传感实验。仿真和实验结果表明:在累加平均次数为100时,所提算法将信噪比提升了6.37 dB,优于累加平均次数3000时的10.13 dB,对应测量时间减少了1/30;采用8 MHz步长数据重构布里渊增益谱,该方法的重构结果与4 MHz步长数据的相关系数为0.9992,对应扫频时间减少了一半。所提算法在保证测量精度的同时提升了测量实时性。     

一类高阶非线性动态系统周期解的逆算符表达

基于等效小参数法基本思想，应用分解法原理，通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子，建立了一类非线性动态系统周期解的逆算符表达的递推算法，并利用Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统，实现了该算法的计算机自动求解。利用该软件系统，可方便快速地求出周期解的解析表达式。文中给出了计算实例，并将算法所得结果与四阶Runge—Kutta数值方法的计算结果作了比较。理论和实例计算结果表明，该软件系统通用性强、精度高，是进行某类非线性动太民电路分析和计算的有力工具。     

图像奇异值特征矢量缩放不变性分析及应用

图像奇异值特征矢量以其稳定性和它在转置、平移、旋转和镜像变换下具有的不变性,被认为是一种图像的代数特征,广泛应用于图像匹配和图像识别。通过矩阵运算,证明了奇异值特征矢量在图像做缩放变换时具有不变性,并将这种性质运用于图像匹配。实验结果表明这种不变性与奇异值特征矢量在图像做转置、平移、旋转和镜像变换时所具有的不变性一样,是奇异值特征矢量能够作为图像代数特征的一个重要依据。     

多模石英光纤SBS相位共轭实验研究

采用芯径为100μm、长2m的无掺杂多模阶跃石英光纤,在1.06μm波段,研究了不同焦距下,光纤与耦合透镜间的距离以及泵浦能量对反射率和波形的影响。在不同的入射能量下,得到最大反射率为68.95%,脉宽压缩到入射光脉宽的1/3～1/2。     

基于希尔伯特振动分解和卷积神经网络的融合特征心电识别算法

在信息高速发展的当代社会,5G技术的问世将极大地助力社会经济和信息化发展,而隐私安全和信息安全愈发得到重视,因此公众会对身份的识别技术提出了更高要求。然而,传统基于密码、ID卡以及新型的基于人脸和指纹的识别方法存在易丢失、遗忘和窃取或易于伪造和获取复制等问题而存在极大的安全隐患。为提高身份识别的可靠性和准确率,提出了基于希尔伯特振动分解和卷积神经网络的融合特征心电图信号识别算法。首先采用基于重叠组收缩阈值算法和平移不变的消噪算法对含噪心电信号去噪,其次利用盲源分割技术将心电信号分割成固定时长的心电片段,再次采用基于希尔伯特振动分解的时频分析方法获得心电信号的时频表示图,通过提出的心电残差卷积神经网络对时频表示图实现特征提取和降维,最后通过Softmax分类器实现分类和识别。以Physionet数据库的ECG-ID数据集验证提出算法的性能,采用10折交叉验证法得到平均识别率为99.08%。结果表明,提出的心电识别算法具有高效的识别性能和良好的应用前景。     

红外焦平面阵列成像动态仿真系统

红外热像仪的研制离不开各种图像处理算法的设计、仿真和优化;结合虚拟仪器技术和可编程多模式驱动技术,开发了红外焦平面阵列成像动态仿真系统软硬件平台;利用这一平台,通过图形化软件编程, 可进行多模式红外焦平面阵列的各种图像处理算法的动态仿真,实时验证其成像效果,及时进行修改和优化。工程应用实践表明：系统对盲元检测与补偿、非均匀性校正和直方图修正等算法的验证与优化取得了满意的效果;该系统为红外热像仪设计仿真、算法的适用性和实时性验证以及算法的优化提供了灵活实用的工具。     

高斯光束通过空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解和用有限个复高斯函数之和逼近硬边光阑窗口函数相结合的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过空间滤波器的传输特性进行了分析,得到了相应的解析式。通过对解析式的数值模拟,得出了直观的结果,并进行了误差分析。数值计算结果表明,最佳滤波小孔尺寸的选择和计算误差均与光束的截断参数有关。在此基础上,进一步研究了空间滤波器具有像传递功能时,高斯光束和平顶高斯光束(N=12)通过空间滤波器的传输特性,得出了截断参数与滤波后光强分布的关系,并证实了此方法也可用于计算其他类型光束通过空间滤波器的传输。     

基于格规约辅助的MIMO系统GMD-TH预编码方案

现有的GMD-TH(Geometric Mean Decomposition-Tomlison Harashima)预编码方案在发射端未对获得MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)信道增益矩阵优化,因而其误码率和分集增益无法获得令人满意的效果.为此,在原有MIMO系统GMD-TH预编码的基础上,提出梁种基于格规约辅助的GMD-TH预编码方案.该方案采用基于格规约的算法对信道矩阵进行优化,经过优化的信道矩阵其列向量之间具有更好的正交性并且向量的长度更短,并且采用优化的信道矩阵提高了GMD-TH预编码MIMO系统的分集增益.仿真结果表明:相比于传统的线性预编码方案,该预编码方案有效地提高了MIMO分集增益,相同误码率下,信噪比降低3dB以上,具有实用价值.     

基于快速子空间分解的宽带非相干DOA估计快速算法

总结了快速子空间分解在窄带阵列到达角估计中的应用,给出了几种构造参考信号的方法。将快速子空间分解与宽带非相干信号子空间方法相结合,得到了宽带到达角估计快速方法。在性能基本保持不变的同时,新方法大大降低了运算量。仿真结果证明了算法的有效性。