自适应径向道TFPF压制地震记录随机噪声

针对传统时频峰值滤波(TFPF: Time-Frequency Peak Filtering)未考虑地震信号记录道与道之间的相关性以及径向道TFPF 未考虑实际同相轴走向的问题, 在假设反射同相轴局部线性的基础上, 提出自适应径向道时频峰值滤波算法。该算法利用自适应函数获取局部区域内同相轴的走向, 通过径向道变换(RTT: Radial-Trace
Transform)将同相轴拉伸到径向道域, 提高其线性度, 更好地满足TFPF 无偏估计的条件, 减小因信号非线性引起的估计误差。实验结果表明, 该方法在随机噪声压制和有效信号恢复方面都取得了更好的效果。相同窗长下, 该算法相比传统TFPF 信噪比提高了5 dB 左右, 相比径向道TFPF 信噪比提高了3 dB 左右。     

基于Wigner-Ville分布的实信号估计

信噪比低于-5 dB时,信号恢复难度大.提出了一种新的信号估计算法,基于加窗Wigner-Ville分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)的时频峰值滤波(time-frequency peak filtering,TFPF)PWVD-TF-PF,即利用PWVD与信号时频的关系设计一种计算窗函数长度的方法,同时将此窗与魏格纳分布结合用于TF-PF.TFPF是通过时频分布重建信号.首先将信号经过FM调制为解析信号,采用PWVD集中信号的能量,而噪声能量均匀分布于整个时频平面,提高了信号的信噪比,可准确估计出信号的频率.将时频分析方法用于低信噪比实信号估计中,使频率估计在信噪比低于0 dB时依然可行.此设计能够在信噪比达到-8 dB时恢复信号,并且信号的频率估计结果基本达到Cramer-Rao lower Bound(CRLB).     

一种多输入多输出雷达相位编码信号的设计方法

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交相位编码信号设计中已有方法所得信号集匹配滤波后旁瓣较高的问题,提出一种新的设计方法。首先将基于信号集相关旁瓣总能量的代价函数简化成低次的较容易求解的问题,然后将输入输出算法从一维扩展到多维,并针对极小化问题改进了其物面和频谱面的约束条件,利用改进后的输入输出算法求解该极小化问题,再针对基于信号集相关旁瓣峰值的代价函数,利用迭代码选择算法对第一步所得信号集进一步优化,最后得到相关性能较好的正交信号集。仿真结果表明,相比于模拟退火和序列二次规划等方法,该方法所得信号集的平均非周期自相关峰值旁瓣降低了3~4dB,平均非周期互相关峰值降低了1~2dB。     

反正切函数联合参数的凸组合最小均方滤波算法

为解决传统最小均方自适应滤波算法联合参数λ(n)运算量大、收敛速度慢的问题,提出一种基于修正的反正切函数的凸组合最小均方滤波算法,并应用Matlab软件对不同信噪比算法进行仿真比较。结果表明:该算法在保证运算量的前提下,能够加快算法的收敛速度及减小其稳态误差。反正切函数联合参数的凸组合最小均方滤波算法具有更好的滤波性能。     

基于TMS320DM6446高分辨率视频采集系统设计

完成了基于TMS320DM6446高分辨率视频数据采集的设计.采用SONY公司85万像素的CCD传感器,利用通用DSP(DM64x+)取代图像采集套件的专用DSP处理10bit Bayer模板原始数据信号.经过中值滤波,噪声滤波,CFA插值和RGB到YUV转换等算法处理,输出分辨率为1 024×768的YUV(4:2:2)格式的数字视频信号,进一步通过编码器处理,可支持1080P高清视频信号输出.     

基于一种新的S型函数快速凸组合最小均方算法

为解决传统凸组合自适应滤波算法在联合参数迭代计算量大、算法收敛速度慢、跟踪性能差等问题,提出了一种基于一种新的S型函数快速凸组合最小均方(SCLMS)算法;该算法用一种新的S型函数,代替Sigmoid函数,在保证和CLMS算法相同稳态误差情况下,避免了指数运算,减少了计算量;同时也提高了收敛速度和信号的跟踪性能。通过独立高斯白噪声作为输入信号算法仿真、相关噪声作为输入信号算法仿真;以及非平稳环境下算法仿真;并对三种仿真结果进行了分析,验证了该算法性能可靠有效。     

有源滤波与惯性滤波方法的综合应用

针对无源滤波、有源滤波方法对噪声信号去除能力的不足,提出一种新的有源滤波和惯性滤波相结合的滤波方法.分析了由电器元件组成的无源RC滤波器和有源RC滤波器;阐述了惯性滤波的方法及其函数,进行了对污染信号的仿真实验,将无源RC滤波、有源RC滤波及有源RC滤波与惯性滤波结合的方法进行了比较.结果表明,有源RC滤波与惯性滤波结合的滤波方法明显优于前两种滤波方法,而且结构简单,操作方便,效果较好,并降低了算法复杂度,达到比较理想的滤波效果.     

心电信号基线漂移去除方法研究

心电信号(ECG)是临床诊断各种疾病的重要依据,但由于基线漂移等噪声的存在影响了其诊断的准确性.根据基线信号的特点和固有模态函数(IMF)的性质,提出一种基于经验模态分解(EMD)结合形态滤波的自适应滤波方法.该方法先对信号进行经验模态分解,然后对所选择的IMF分量进行形态滤波处理,将滤波后的结果作为自适应滤波器的参考输入信号,最后得到的输出误差信号即为去除基线漂移后的心电信号.通过与普通的EMD方法、基于EMD的自适应滤波方法对比,并采用MIT-BIH数据库中的心电数据进行了检验,实验结果表明该方法对于去除心电基线有较好的效果.     

基于优化最小化的加强稀疏性的稀疏信号恢复算法

针对稀疏信号恢复算法对稀疏性约束不强的问题,提出了一种基于加强稀疏性非凸函数的稀疏信号恢复算法.通过分析收缩函数和惩罚函数的关系,提出一种新的具有加强稀疏性的非凸的惩罚函数,利用优化最小化(majorization-minimization,MM)方法构造非凸函数的凸上界,并对目标函数的凸部分和凸上界进行迭代求解,实现了对稀疏信号的加强恢复.相较于现存的基于非凸惩罚函数的稀疏信号恢复算法,本算法具有不受参数干扰和梯度方向包含目标函数非凸部分的优势.将提出的算法应用于稀疏无线信道的估计,仿真结果表明,该算法在噪声环境下可以使用更少的导频,取得更准确的信道估计结果.     

基于实时小波的光纤陀螺阈值滤波

 为补偿姿态测量系统中光纤陀螺(Fiber Optic Gyroscope,FOG)的误差,根据光纤陀螺的静、动态误差在时频域上的分布,介绍了小波滤波的一般理论和方法,分析并比较了阈值和阈值函数的选取;采用数据滑动窗的方法实现了递推运算和实时的数据更新,对窗内数据进行周期对称延拓解决滤波信号的边界问题。仿真实验验证了实时小波阈值滤波在光纤陀螺信号处理中的可行性,得出了不同小波基函数的选取对滤波效果的影响,并验证了采用软硬阈值结合方法实时滤波的优越性,该实时滤波方法不仅提高了陀螺输出的稳定性和使用精度,且对光纤陀螺信号处理具有参考价值。     

基于端点检测的时频峰值滤波动液面提取技术

油套环空中会产生各种噪声，使测得的液面反射信号非常复杂，真实的液面反射波位置因受到干扰而无法准确辨识。采用时频峰值滤波（TFPF）技术结合语音信号处理中的端点检测（VAD）方法可对动液面波进行有效提取。VAD-TFPF技术先采用短时能量和过零率的双门限VAD方法对声波法测油井信号进行划分，判断出有效信号数据段和接近于零值的数据段，然后采用不同窗长的TFPF分别对两种数据段进行滤波处理。通过对不同噪声强度下的实测数据进行滤波实验与分析，可知该项新技术较之于小波阈值滤波方法对动液面波的辨识能力更强，无论是对背景噪声的压制还是对有效波的提取都表现出更优越的性能。     

一种中值滤波的快速算法

给出了一种中值滤波的快速算法,该算法利用了两次中值滤波的窗口内数据的相关性。在中值滤波过程中,除了第一个中值要用传统排序算法求得,以后的中值都是通过把新进入窗口元素在前一次排好的序列进行对分查找和内插操作求得。为了更于窗口移动,设计了一种数据结构,可以快速用新移入数据覆盖移出数据,大大减小计数量,还给出了窗口按“之”字形路线移动的２维中值滤波方法。     

煤矿井下R-OTDR光纤EEMDMAF去噪算法研究

针对煤矿井下管道存在的潜在瓦斯泄露、粉尘爆炸等问题,提出了基于Ｒ-OTDＲ( Ｒaman Optical Time Domain Ｒeflectometry) 分布式光纤温度传感器的管道安全监测方法,分析了Ｒ-OTDＲ 光纤的技术原理。对于采集过程中温度信号噪声干扰问题,分别采用滑动平均滤波和EEMD( Ensemble Empirical Mode Decomposition) 两种方法进行去噪。仿真结果表明,单独使用两种方法都不能得到最优的去噪结果。将融合滑动平均滤波及EEMD去噪算法,并采用3 个指标用于效果判定。实验结果表明: 先滑动平均再EEMD 能有效去除信号中的干扰噪声,极大地提高了信噪比和系统测量精度,相比传统算法而言,系统传感效率更高。     

基于项目属性分类的协同过滤算法研究

用户对项目的评分数据是传统协同过滤算法进行项目或用户推荐的唯一依据,项目或用户本身的属性特征并未进行过多考虑。为此,在计算项目之间的相似度时融合了项目标签属性,提高了项目推荐的准确率。具体方法是首先通过创建项目属性分类表,得到项目属性之间的差异度,然后将项目属性差异度融入pearson 相关系数公式中,计算项目之间的相似度。通过实验验证,改进后的方法比传统的基于项目的协同过滤算法的推荐结果平均偏差小,命中率高,推荐结果更加准确。     

基于边缘方向改进的自适应窗口Lee滤波算法

为克服自适应窗口Lee滤波算法对图像边缘方向不敏感的弊端,提出了一种改进方法。其基本思路是先对图像纹理区进行分类,然后在方向上使用改进的四向模板获取方向窗口,分别对不同的方向使用不同的窗口增长方式对图像进行滤波。实验表明,改进后的算法相比传统算法在有效去除噪点的同时保存了大量的边缘与细节信息。     

基于互信息的变模态分解算法及应用

为解决传统变模态分解( VMD: Variable Mode Decomposition) 结合算法中,K 值选择没有标准,从而导致信号提取存在一定程度误差的问题,提出一种基于互信息的变模态分解有效本征模态函数( IMFs: Intrinsic Mode Function) 的判断方法。该算法通过原始信号与VMD 所获得的IMFs 的和之间的差值,实现预置标度K 值的模糊优选提取信号的主要特征。仿真信号实验表明,所提方法具有最大的输出信噪比和最小均方误差( MSE: Mean Square Error) ,实现了K 的模糊优选,并通过实验验证了该方法对管道泄漏信号滤波的有效性。     

基于多种空间滤波方案的海温资料同化实验

为解决海洋资料同化中空间滤波方案选择的主观性问题,基于最优插值算法,借助现场资料分析系统(ISAS),分别试验高斯函数(Gauss)、二阶自回归函数(SOAR)以及贝塞尔函数(Bessel)作为拟合函数的空间滤波方案,同化全球实时海洋观测计划(Argo)温度剖面资料,并从多个角度比较分析场的质量,以期为寻找最优空间滤波方案提供借鉴。实验表明,Bessel函数方案同化结果的均方根误差最小,SOAR函数方案的均方根误差最大,但是在个别层次上,Bessel函数方案的误差大于其他2种方案;在多个典型层次上,Bessel函数方案的分析场能够分辨更多中小尺度的信息,这与Bessel函数本身可以揭示不同波谱能量误差分布的特性有关。结合海面动力地形数据和Argo剖面的分布状况分析,几个显著的中尺度冷暖中心分布是符合物理海洋学常识的。需要指出的是,在网格分辨率未提高的前提下,这些中小尺度的信号需要借助其他辅助资料和分析方法进行甄别。     

T-S模糊切换系统的非脆弱鲁棒H∞ 控制

为解决传统控制器在存在参数摄动时使闭环系统可靠性及期望的动态性能下降问题,针对一类基于T-S 模糊模型描述的不确定非线性时变时滞切换系统,进行了非脆弱鲁棒H∞控制器设计。首先,应用平行分布补偿法( PDC: Parallel Distributed Compensation) 算法,建立了非线性切换闭环系统的全局模糊模型; 其次,基于平均驻留时间法( ADT: Average Dwell Time) 通过构造出模糊基依赖的Lyapunov-Krasovskii 泛函,得到闭环系统非脆弱鲁棒H_∞控制器存在条件,并将控制器的设计转化为求解一组线性矩阵不等式的凸优化问题。最后,仿真算例验证了该方法的可行性。