一种鲁棒的约束总体最小二乘无源定位算法

摘要：
为解决异常误差导致的机载单站无源定位不准确问题,提出了一种鲁棒的约束总体最小二乘(RCTLS)定位算法.首先建立定位模型,构建了加权的约束总体最小二乘(WCTLS)定位准则,并给出了牛顿迭代解.然后,利用广义M估计原理构建了WCTLS准则的鲁棒极值函数,将鲁棒CTLS问题转化为对等价权函数的设计问题,并根据丹麦法构建了等价权函数.理论分析表明,RCTLS算法能够有效识别异常误差,并降低异常测量数据的权值以减小其对定位结果的影响.仿真结果显示,存在异常误差时, RCTLS算法能够获得理想的定位估值,具有较强的鲁棒性.
     

基于尺度噪声能量估计的自适应语音去噪算法

摘要：
针对语音增强技术中的信号去噪问题,提出了一种非线性小波自适应阈值去噪方法.该方法采用一个改进的阈值函数,克服了传统软、硬阈值函数的缺陷;在阈值选取规则中,引入尺度相关去噪法而自适应地选取尺度阈值,利用小波系数在空间尺度的相关性进行尺度噪声能量的估计,根据所得尺度噪声能量来选取对应尺度层中的最佳小波系数并作为该尺度的阈值;同时,应用该方法对不同强度噪声背景下的语音信号进行去噪.结果表明,其具有较好的降噪性能. 关键词：
语音信号; 滤波; 小波变换; 噪声能量; 自适应阈值 中图分类号： TN 912.3
文献标志码： A     

煤矿井下救援定位系统研究

为提高救援定位系统的定位精度, 设计了基于双Mach鄄Zehnder 干涉仪结构的煤矿井下救援定位系统,并分析了系统的结构及定位原理。结合小波阈值降噪特点, 给出了一种基于小波阈值降噪的互相关时延估计算法。仿真结果表明, 该算法可有效提高系统的定位精度。该系统定位方法容易实现, 具有无源、防燃防爆、
抗电磁干扰和远程控制等突出优点, 具有很大的实际应用价值。     

基于小波变换的心阻抗血流图特征点提取

以小波变换的极大值在多尺度间的变化与信号的瞬变有直接关系为基础,由小波变换的奇异点(过零点、极值点等)来观测心阻抗微分波形,在感兴趣的尺度上找到模极值点和特征点的对应关系,从而完成对特征点的自动检测。采用临床医学ICG数据对算法进行了检测,实验结果表明:心阻抗微分信号中B点、X点的漏检率与采用传统的相干平均法相比有明显降低,说明小波变换技术是心阻抗微分信号分析与处理的又一可行有效的方法。     

基于小波变换的随钻测试数据降噪方法研究

为消除随钻测试装置采集信号中的噪声,给工程人员提供准确的现场信息,提出了基于小波变换的方法对随钻测试数据进行降噪处理。首先,根据含噪声的随钻测试数据模型建立起小波变换降噪的基本流程。其次,在对含噪信号的小波变换特性分析的基础上,运用自相关函数对其在小波变换尺度空间中进行白噪声检验,确定小波最优分解层数。在分析对比小波降噪阈值的不同选取方式后,采用广义交叉确认理论来计算最优降噪阈值,从而在对信号降噪的同时还最大程度地保留了信号的有效特征成分。最后给出了基于该方法小波变换的随钻测试数据降噪的详细步骤,对实测的钻压和扭矩数据进行了小波降噪,取得了良好的降噪效果,为钻井工程后续分析提供了可靠的数据支撑,证明了本方法的优越性。     

一种新型滑套开关工具及配套技术应用研究

随着水平井钻井技术的快速发展,水平井分段储层改造技术及配套工艺也越来越普及。作为分段储层改造工
具管串中用来沟通储层与井筒的一个部件,可开关滑套通常用来实现储层改造及在整个井的生产周期内的油、气、水
管理。由于滑套主要位于水平井段中,以及滑套开关所需力较大,通常采用连续油管带开关工具进行滑套开关操作;
目前通过地面负载变化来判断井下滑套开关操作是否成功存在很大的不确定性和误操作的可能;同时,这种方法无法
判断滑套动作位置,如滑套操作没有完全到位,则只能再次下入连续油管操作。基于此,介绍了一种新的滑套开关工
具,通过连续油管带光纤设备连接井下测量工具串,能够精确定位滑套位置并实时监测井下负载、压力、温度等参数,
通过在地面对测量数据进行处理、解释,可准确判断井下情况,实现滑套的可靠开关操作;并通过CCL 曲线变化确定
滑套是否操作到位,节约因操作失误导致的大量后期作业时间和成本。     

鲁棒截断L1-L2全变分稀疏恢复模型

信号获取过程中,除了有高斯噪声外,还有具有脉冲性质的稀疏噪声,常用的鲁棒稀疏信号恢复模型能够在稀疏噪声环境下恢复出原始的稀疏信号。但是,许多实际应用问题需要考虑原始信号的结构稀疏性,如梯度稀疏。为了从稀疏噪声和高斯噪声共存的环境下恢复出结构稀疏的原始高维信号,文中基于截断L₁-L₂全变分、3维截断L₁-L₂全变分和鲁棒压缩感知,提出了两个非凸非光滑优化模型,用于解决高斯噪声和稀疏噪声混合影响下的结构稀疏信号恢复问题,并采用含有外推的邻近交替线性极小化算法求解这两个优化模型,使用含外推的邻近凸差算法求解子问题,在势函数具有Kurdyka-Lojasiewicz(KL)性质的条件下,给出了含外推交替极小化算法和含外推邻近凸差算法的收敛性分析。数值实验测试了高斯噪声灰度图像、混合噪声彩色图像、混合噪声灰度视频等,采用图像峰值信噪比(PSNR)作为评价准则。实验结果表明,文中模型能够更好地恢复出原始的结构稀疏信号,且在同一噪声环境下文中模型恢复的信号具有更优的PSNR值。     

基于小波变换的实时信号噪声快速识别

在火箭飞行过程中，常常需要对火箭位置和飞行姿态进行实时处理，这必须以准确的飞行测量数据为基础。但在测量到的火箭飞行数据中往往伴随着大量噪声，如何快速有效地识别这些噪声成为关注的焦点。针对该课题给出了一种基于小波方法的实时信号所包含噪声的在线快速识别算法，能大大减少小波变换的计算量，其时间复杂性为常数，并在采集实时信号的同时快速识别出信号包含的噪声。实用证明该算法处理这类问题的效果好，充分满足了实时性要求，并能处理其它领域中的实时测量数据。     

ENS3000噪声监测系统研究与实现

噪声监测系统需要解决海量监测数据定位、音频数据与分贝数据同步采集等问题.在研制ENS3000噪声监测取证系统中,分析了噪声音频处理原理及编码算法,包括一维离散余弦变换、小波变换等;提出了音频数据分段存储格式,解决了海量音频数据的快速定位问题,保证音频跨段连续处理;提出了分贝和音频采集合并技术以简化输入信道,解决了音频数据和分贝数据的同步采集问题;系统结构上采用双层散热和隔离设计,解决了仪器散热和防水问题.     

基于自适应中值滤波的分块压缩感知人脸识别

本文将自适应中值滤波和分块思想融入到压缩感知的人脸识别算法中,提出基于自适应中值滤波的分块压缩感知人脸识别算法。实验分别采用原识别方法和改进的识别方法对噪声密度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5的椒盐噪声人脸图像进行识别,结果证明本文提出的人脸识别方法在噪声密度较大时体现出其优越性,识别率比基于压缩感知的人脸识别算法高出2%¹0%。     

基于改进小波阈值和形态学的机械臂振动信号降噪分析

采集现场机械臂振动信号过程中会受到多种外部因素的影响，面临着多种噪声的综合作用。为了提高振动信号降噪精度，设计了一种基于改进小波阈值和形态学方法的机械臂振动信号降噪方法。利用改进小波阈值方法进行去噪时并跟形态学滤波方法进行结合的情况下可以对振动信号误差起到更优的抑制性能。研究结果表明：采用优化阈值-形态学滤波方法则可以获得纯净特征参数。本算法能够达到理想的噪声抑制性能，可以确保特征频率得到充分保留。     

传感器数据异常下动力定位鲁棒状态估计方法

针对时变环境带来的传感器数据异常、未知环境干扰等影响,导致基于无迹卡尔曼滤波的动力定位状态估计方法估计精度下降的问题,提出了一种鲁棒无迹卡尔曼滤波方法,该方法通过引入一种基于指数加权的观测噪声协方差矩阵R自适应更新模块和一种基于卡方分布假设检验方法的过程不确定性识别模块处理传感器数据异常情况并估计未知环境力．最后,以某平台供应船的船模为仿真对象,进行了仿真对比实验．仿真结果表明,鲁棒无迹卡尔曼滤波能够准确及时地识别传感器数据异常情况,相较于传统无迹卡尔曼滤波而言,鲁棒无迹卡尔曼滤波状态估计精度更高,收敛速度更快,表现出较强的鲁棒性．     

长岩芯驱替中不同位置的相渗曲线计算

相对渗透率是一个解释多相不可压缩流体在多孔介质中流动的复杂影响的重要参数,以便校正达西单相流动
方程。但是影响相对渗透率的因素很多,如：流体饱和度、岩石物性、润湿性、历史饱和度（滞后效应）上覆压力、黏土
及颗粒含量、黏度、温度、表面张力、束缚水饱和度、驱替速度和末端效应等。利用桓冠仁、沈平平的均质岩芯一维渗
流相渗推导结果,考虑长岩芯驱替室内实验中一维岩芯排列的非均质性和长岩芯逐级调和排序的特点,利用Matlab 软
件拟合出逐级调和平均渗透率与岩芯累计长度的关系,并反求出绝对渗透率倒数与累计岩芯长度的关系,将关系式由
离散模型转化成连续模型,并代入一维均质相渗模型,利用WC 油田长岩芯驱替实验数据计算出长岩芯驱替过程中不
同位置的相对渗透率曲线,计算结果是可靠的。     

基于小波变换的飞行数据清洗

飞行数据因为野点和噪声的存在给其进一步处理和利用造成了困难。提出了一种基于小波变换残差直方图分析的野点识别方法,能在时间域内精确定位野点,并具有识别少量成片野点的能力。根据飞行数据噪声的特点及去噪要求,在去噪的过程中引入边缘检测,提出了分二进小波尺度乘积和小波阈值收缩两个步骤进行去噪的方法,从而在去噪的同时很好地保留了序列极值点的特性。实验结果表明本文所提方法对飞行数据中存在的质量问题具有较好的清洗效果,野点识别准确,去噪效果良好,并且对类似其它数据的处理也有一定的应用参考价值。     

基于特征显著性的均值漂移鲁棒目标跟踪

在均值漂移算法框架下,提出基于目标显著性的特征融合与在线模板更新策略,实现复杂动态环境下的鲁棒跟踪.通过目标区域与背景区域的特征对比定义了特征显著性测度.提出了基于特征显著性的色彩空间选择以及基于Gabor小波稀疏编码的纹理特征提取算法.通过特征显著性加权实现参考直方图模板的初始化,并在此基础上针对遮挡现象与目标自身形变的区别设计了在线模板更新策略.实验结果表明,本文方法与其他跟踪算法相比具有较强的鲁棒性和较高的准确性.
     

稠油相对渗透率实验中管线死体积校正方法

稠油相对渗透率曲线是稠油油藏开发动态预测过程的重要基础数据,稠油相对渗透率实验测量过程中的误差
将会给油田开发分析传递错误信息。在稠油油藏相渗实验过程中,由于实验温度高,出口端计量管线长,系统死体积
较大,死体积孔隙中水驱油规律和死体积校正方法会对实验结果产生重要影响。在常规实验管线中进行的水驱油实
验发现,死体积管线中的原油不能全部被驱替出来,且管线中存在油水两相流动过程。油水黏度越高、驱替速度越快,
则管线中的原油采出程度越低;实验过程还存在压力测量和体积计量不同步现象,产出流体体积计量滞后于压力测
量。采用简单扣除管线孔隙体积来处理死体积的常规方法会使产油量计量产生较大误差,导致实验结果偏离真实流
动情况,对此给出了相应的校正方法。     

混合二阶全变分的抗核辐射图像降噪方法

为了更好地保留核环境下图像降噪后的细节信息,提出了基于混合二阶全变分的抗核辐射图像降噪方法。将非凸二阶全变分与重叠组稀疏正则化相结合,使用交替方向乘子法(alternating direction method of multiplier, ADMM)和增广拉格朗日乘子法对全局问题进行优化求解,多次迭代后得到基本降噪图像;将多次降噪后的基本降噪图像进行差值迭代,使核辐射图像中大范围跳变的灰度值更加接近原始图像灰度值;根据核噪声的特点,设计算法模拟出核噪声斑块。通过在真实核环境下采集的数据集和模拟的核噪声数据集上进行实验,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)和结构相似性(structural similarity, SSIM)等指标的变化及处理后的视觉效果表明,提出的算法在保留图像细节信息方面优于对比算法。     

强噪背景下基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别

为降低噪声对磁致伸缩导波信号的干扰,实现强噪背景下的桥梁缆索缺陷识别,提出了一种基于改进匹配追踪算法的桥梁缆索缺陷识别方法。首先,采用构建非对称Gabor函数作为原子字典,将相邻残差比作为迭代终止条件,对强噪背景下的导波信号进行匹配追踪。然后,通过缺陷回波包络峰值时刻,对桥梁缆索缺陷进行了定位。最后,对采用不同降噪方法时的桥梁缆索缺陷定位误差进行了比较。结果表明：未添加噪声时,采用缺陷回波包络峰值时刻定位桥梁拉索缺陷,最大误差仅为0.28%。当缺陷回波的信噪比高于-5 dB时,采用本文方法进行降噪,均方差E_MSE几乎为0,信噪比E_SNR增加到7.56 dB以上。采用本文方法对含噪导波信号进行降噪,其降噪精度和缺陷定位精度均优于小波阈值降噪、小波-EMD降噪和传统匹配追踪降噪。当导波信号信噪比为-5 dB及以下时,本文方法的优越性更为显著。即使导波信号信噪比达到-10 dB,采用本文方法进行降噪处理,拉索缺陷定位误差仍能达到1.5%以内。可见所提出的方法可以有效降低强噪声对实测导波的干扰,提高桥梁缆索缺陷识别精度。     

基于FSS与PLP的噪声鲁棒语音识别

提出了一种基于分数阶谱相减(FSS)与感知线性预测(PLP)相结合的噪声鲁棒语音识别方法,记为FSS PLPC.该方法首先通过FSS在分数阶Fourier域对带噪语音进行降噪处理,然后计算增强语音的均方误差和Itakura距离并进行比较,以获得FSS的近似最优分数阶阶数.最后对根据此阶数得到的增强语音提取感知线性预测倒谱(PLPC).实验结果表明,FSS PLPC对于数字语音的识别性能优于传统的谱减法(SS PLPC)和感知线性预测倒谱(PLPC)法,并且随着信噪比的降低FSS PLPC表现出较好的噪声鲁棒性.     

基于鲁棒成本函数的随机模糊神经网络参数学习算法

为了解决采用最小方差型的误差成本函数进行输入含噪系统参数学习时的随机模糊神经网络(SFNN)参数不能收敛至真值的问题,将包含噪声方差的误差成本函数推广到多入单出系统,并根据鲁棒统计学理论和目标函数在参数学习中的导向作用,对目标函数进行修正,使之对于不服从统计分布的粗大误差也能有效处理.在此基础上提出了SFNN的鲁棒参数学习算法,并且输入输出数据中的噪声方差也通过学习而得到,从而避免了需要多次测量的要求.结果表明,SFNN的鲁棒参数学习算法能抑制粗大误差和系统噪声.最后,通过仿真对比验证表明了该方法的有效性.