多源混合声场全息重建和预测方法与实验

多源混合声场的全息重建和预测研究对声全息技术走向实际应用具有非常重要的意义. 在提出两种基于分布源边界点法的多源混合声场全息重建和预测方法: 单面测量组合法和多面测量组合法的基础上, 对此展开了实验研究, 并通过对两种方法重建和预测的结果与实际结果的比较和讨论, 说明了两种方法的有效性以及多面测量组合法的优越性. 考虑到实际重建结果对测量误差的高度敏感性, 文中提出采用Tikhonov正则化方法稳定重建过程, 抑制测量误差的影响, 从而优化了重建结果, 提高了全息重建和预测的可信度, 为声全息技术进一步走向实际应用打下了基础.     

基于数据外推与内插的联合局部近场声全息

基于波叠加的数据外推与内插技术是两种基于波叠加法的对全息面数据进行扩展处理的局部近场声全息算法。依据数据外推与内插技术的优势与不足之处,提出了一种基于波叠加的数据外推-内插联合局部近场声全息技术,该技术在全息面测量数据的基础上同时进行数据内插与外推,从而在提高全息面分辨率的同时等效的扩大了测量孔径,以求实现用有限的传声器获得更为全面的声场信息,提高了声场重建的精度,同时降低了声场测量要求。数值仿真结果表明了该技术的实用性与有效性。     

基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

基于多球域波叠加法的PNAH正则化方法的仿真研究

本文阐述了基于多球域波叠加法的局部近场声全息声场重建原理,由于基于多球域波叠加法的PNAH的声场重建是典型的反问题,测量误差的存在使得该反问题的求解具有"不适定"特性,必须进行正则化处理.在此理论的基础上,加入高斯白噪声情况下,本文运用了Tikhonov正则化和L-曲线相结合的方法进行声场重建.并通过仿真实验,证明了该方法的有效性.     

利用高频调制信息的轴承故障近场声全息诊断方法研究

轴承故障部分特征频率较低,利用声全息技术进行诊断时容易受到干扰,而声信号中高频部分包含了丰富的故障信息.文章利用4×4传声器阵列,对轴承故障相位耦合频段的声场进行近场声全息重建,再通过重建面体现的高频冲击信号调幅特性,对轴承内滚道故障进行识别.实验结果表明,该诊断方法有效建立了成像结果与故障类型的关联,并能实现故障定位,具有重要的实用意义.     

基于分布源边界点法的新型近场声全息技术

文章提出采用分布源边界点法作为近场声全息变换算法,建立了基于分布源边界点法的新型近场声全息理论,该方法避开了采用边界元法时所存在的复杂的变量插值、奇异积分的处理、特征波数处解的非唯一性处理等问题,具有计算速度快、计算精度高、计算稳定性好等优点;针对重建结果对测量误差的高度敏感性,提出采用Tikhonov正则化方法稳定重建过程,抑制了重建误差的影响;提出新型的半自由声场全息重建和预测方法,解决了存在地面反射的声场的全息重建问题,对音箱源的研究验证了文中方法的可行性和正确性。     

SAR原始回波信号生成算法性能比较

通过距离时域脉冲相干法、距离频域脉冲相干法以及二维频域快速傅氏变换法等三种回波信号生成方法生成回波,并通过计算量估计和空间估计对其进行分析和研究,最后对其性能做出比较。     

X射线编码三维成像重叠噪声的抑制

Ｘ 射线编码三维成像系统中,减少观察层上的重叠噪声是提高图像信噪比的有效方法。该文描述了一种新的解码方法,该方法通过对编码图像在频域进行梳状滤波并在空间重建,可以获得较低重叠噪声的观察层图像。理论分析表明： 所获得的观察层图像的重叠噪声残余能量小于１／ｍ （ｍ为编码图像的数量）。实验中对采用相关解码法和频域梳状滤波法所获得的层析图像进行了比较。结果表明： 采用频域梳状滤波法所获得图像的信噪比要高于采用相关解码法所获得图像的信噪比,与理论分析相符。     

频域子空间模态参数辨识的改进算法

针对频域子空间算法计算量大而受到的使用限制,提出了一种频域子空间模态参数辨识的计算方法。该方法对输入和输出的频域数据进行分段,再重新计算广义算子,构成新的状态方程,从而实现模态参数辨识。对该方法进行了仿真验证,并利用该方法对某变截面轴进行了模态参数识别,获得了与有限元计算结果相一致的计算结果,从而证明了方法的可靠性。该方法能够减小单次计算量,从而能够使频域子空间方法在普通计算设备上实现应用。     

近场声全息线阵传声器“扫描”测量方法及其误差研究

研究了近场平面声全息"扫描"测量实验方法、重构中窗函数、K空间滤波器对全息重构的影响.对单个音响做了三个平行面的全息"扫描"测量,然后用中间面的测量声压来全息重构其它两个面的声压,并与实际测量值进行比较,验证了声全息"扫描"测量的可靠性与全息重构的正确性.     

相移数字全息技术中相移误差对全息图数字重现的影响

在相移数字全息技术中，分别采用二步算法、三步算法、四步算法及全息数字相减技术，实现了对相移数字全息图数字的重现．通过对比由于参考光束的相移误差在不同情况下重现像的质量，表明二步算法比已有的算法能得到质量更好的重现像．     

菲涅耳全息图的计算机生成及数字重现

本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,完成全息图的数字重现,真正实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。     

计算机与光学相结合的体视全息三维显示

在计算机制全息技术和光学全息技术的基础上,研究用计算机-光学方法联合制作体视全息三维立体显示技术.根据人眼立体视觉原理获取三维物体带有视差信息的体视图,通过计算机计算得到计算全息图H1;将H1严格对位,用激光再现获得带有视差信息的再现像,并以此再现像为对象,用光学全息的方法拍摄彩虹全息图H2;用白光再现H2,通过双眼综合出三维立体图像.在全息图的计算过程中,采用快速傅里叶变换算法提高了计算速度,将计算全息与光学全息相结合,发挥了各自的优势.     

基于数字全息术的粒子定位测量

将数字全息术应用于粒子场测试,数字全息术中采用电荷耦合成像器件CCD记录全息图,采用计算机模拟再现所记录的粒子场中粒子的一些定量信息.阐述了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子定位测量中的应用,并进行了计算机仿真与实验研究,证明了该方法的适用性.     

三维场景相息图快速生成研究

相息图以其衍射效率高,无共轭像等优点而被广泛应用于全息三维动态显示中,然而相息图计算量大,生成速度慢而影响了它的实时动态显示;鉴于此,提出了一种三维场景相息图快速生成方法;采用OpenGL进行物点离散采样,逐点计算的优化查表算法进行相息图计算,将相位因子拆成水平方向和竖直方向因子的乘积,离线制作的查找表只需存储水平方向和竖直方向因子,从而使存入GPU纹理内存的查找表空间大大减少,并利用CUDA架构合理设计并行计算方案,使相息图的运算速度进一步加速;实验表明:采用此方法能正确生成所需的相息图,且计算速度比基于CPU的计算方法提高了40倍左右.     

基于空间光调制器的相移数字全息实验研究

设计并搭建了基于空间光调制器的相移数字全息实验装置,用计算机控制空间光调制器产生实验所需物体,并且控制相关物体参量,完成了基于空间光调制器的透射式数字物体的全息记录和数字再现．实验结果表明相移数字全息方法优于一般数字全息,基于空间光调制器的相移数字全息方法具有物体数字化、物体参量可调、可实现动态物体等显著特点,为相移数字全息提供了更广阔的应用前景．     

不同插值的有损耗压缩法实现光学扫描全息重现的研究

采用3种不同的插值方法研究了有损耗全息压缩方法实现光学扫描全息的压缩重现过程,结果表明没有主要全息重现细节的丢失,有损耗全息压缩法可以实现压缩比达到100的全息压缩重现.     

电子散斑和全息光弹混合方法测量透明材料的应力强度因子

全息光弹性中等和线是获得断裂力学中应力强度因子的一种有效方法,但用传统的全息光弹性方法获取等和线需暗室,要经过显影定影及再现,而且不能直接数字化使其应用受到限制,提出一种将全息光弹性与相移电子散斑干涉有机结合的方法,不但克服传统全息光弹性的不足,而且使全息光弹性实现了数字化,中将这一方法成功应用于有预制裂纹的三点弯曲试件上,定量求得其应力强度因子K1,实验值和理论值具有相一致的结果。