一种分数阶随机共振系统的弱信号检测研究

在利用随机共振系统进行弱信号检测的研究中大多是以整数阶朗之万方程为主,针对分数阶随机共振的鲜有研究。对过阻尼分数阶朗之万方程的随机共振特性进行深入研究分析,对于分数阶朗之万方程求解这一难题,引入Oustaloup算法对其近似化,搭建分数阶朗之万方程的近似仿真模型,找出了产生随机共振的阈值,实现了对满足绝热近似理论的微弱信号的检测,且讨论了不同分数阶阶次和噪声强度对分数阶朗之万方程产生随机共振的影响。数值分析表明,在一定阶数时,分数阶朗之万方程可以产生随机共振,且对微弱信号的检测及放大效果明显好于整数阶。该研究拓展了朗之万方程随机共振的研究范围,在信号检测与处理以及通信领域有着重要的应用价值。     

基于小波变换的双同步音频水印算法

针对同步攻击的问题,提出了一种改进的基于小波变换的双同步音频水印算法,该算法同时借助外同步和自同步2种思想,采用m序列作为外同步信号,谱熵作为自同步信号,将m序列嵌入音频信号的时域来定位水印嵌入的起始位置,并把紧接着嵌入m序列后的一段音频数据作小波变换,提取低频系数分段求其谱熵,利用谱熵的最大值来定位水印嵌入的具体位置,最后把水印嵌入到最大谱熵值对应的小波系数中。仿真实验表明,此方法在能抵抗一般信号处理攻击的基础上,也能抵抗像延时、随机剪切、抖动和时间伸缩 (time-scale modification,TSM)的同步攻击,具有较好的鲁棒性。     

基于傅立叶变换的OFDM信道估计方法研究

分析了无线OFDM 系统中基于傅立叶变换的信道估计方法,提出了在低信噪比情况下使用LMMSE估计的一种改进方法和在高信噪比情况下使用不需要先验信息的LS估计的改进方法。仿真结果表明，在无线多径慢衰落信道条件下，该改进方法都能够有效对抗频率选择性和先验信息的估计偏差对信道估计的影响，在估计性能与算法复杂度之间取得良好折衷。     

基于复合伪码的多卫星信号联合捕获算法

针对冷启动时二进制偏移载波（binary offset carrier,BOC）调制信号首次定位时间较长的问题,本文提出了一种基于复合伪码的多卫星信号联合捕获算法,可以实现对多颗卫星信号的同时捕获.该方法将不同卫星信号所对应的伪码相加生成复合伪码,将接收信号与复合伪码进行圆周相关运算获得最大相关值,将最大相关值通过Teager-Kaiser处理来降低噪声的影响.该方法具有降低捕获时间的同时减小计算量的优点,且通过仿真结果可知,在同虚警的情况下,该算法所应用的TK算法提高了检测概率,最高比直接相关法的检测概率提高了约5 dB.      

一种压缩感知下的NSCT-Zernike的鲁棒数字水印方案

为了达到水印抗几何攻击鲁棒性高的要求,提出一种在压缩感知下的非下采样轮廓波变换结合伪Zernike矩的鲁棒数字水印方案. 利用非下采样轮廓波变换对载体图像进行三层分解提取其低频分量,通过一维离散小波变换对低频分量进行稀疏化以获取稀疏基,构造稀疏基的测量矩阵,并对其进行压缩感知处理得到新的低频分量,计算其Zernike矩,通过量化调制正则化伪Zernike矩幅值的方式将水印信息嵌入. 利用正则化正交匹配追踪算法进行图像压缩感知的重构. 仿真与实验分析表明,当峰值信噪比达到40 dB以上时,本文算法提取水印的NC值和误码率较为理想.      

二阶随机共振系统的冲击信号检测

为解决单一峭度指标度量冲击信号出现漏检的问题,提出了一种基于特征系数的二阶欠阻尼随机共振冲击信号检测(CCSR)方法。由于相似度可以定量地表征两个信号的相似程度,故将峭度与相似度结合,构造出新的特征系数指标;然后以特征系数为目标函数,根据网格搜索算法自适应地寻找系统参数,当目标函数取最大值时此参数为最佳参数;最后采用CWRU轴承数据进行轴承内圈故障诊断。仿真结果与实际检测结果表明,CCSR方法能够有效地检测出目标信号,实现轴承内圈磨损故障的精确诊断;在相同条件下,采用特征系数度量冲击信号比峭度检测效果提高了约20%。     

基于DPSCT和频谱校正的窄带干扰CBOC信号捕获算法

针对窄带干扰环境下组合二进制偏移载波(combined binary offset carrier, CBOC)信号难以被准确捕获的问题,提出了一种基于频域双相移组合陷波器(dual phase shift combination trap, DPSCT)结合批处理、频谱校正的捕获算法。该算法首先用陷波器对任意频点的窄带干扰进行抑制,再通过批处理提高处理速度,最后针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)过程中扇贝损失易导致捕获概率降低的问题,提出了基于部分匹配滤波器(partially matched filter, PMF)结合相位差+单点傅里叶变换频谱校正的捕获方法。仿真结果表明,该算法对在窄带干扰抑制后波形恢复和捕获概率等方面均有良好的性能,当信干比(signal to interference ratio, SIR)为-37 dB时,该算法较未校正之前捕获概率有4 dB的提高,并有效缩短了捕获时间。     

几种典型红外弱小目标检测算法的性能评估

对基于中值相减滤波、最大中值相减滤波、最大均值相减滤波和推广的结构张量的红外弱小目标检测算法的性能进行了评估.针对传统评估方法的不足,提出了一种基于支持向量回归的红外弱小目标检测算法性能评估方法.利用该方法分别从图像背景特性和目标特性2方面对4种检测算法性能的影响进行定量分析和比较.实验结果表明,图像背景特性和目标特性对4种算法的检测性能都有较大的影响,而目标特性与4种算法的检测性能的依赖关系更明显;在4种评估算法中,基于推广的结构张量算法比其他3种传统红外弱小目标检测算法具有更好的鲁棒性.     

一种快速的代数码书搜索方法

代数码激励线性预测(ACELP)编码算法在各类语音编码标准中得到广泛采用。在ACELP码书搜索时,要得到全局最优的码向量,所需运算量很大,难以在硬件系统上实时实现。为降低计算复杂度,提出了一种基于脉冲预选和替换步骤的快速码书搜索方法。该方法采用预选技术来减少可能的脉冲组合,利用两级搜索与判断机制来改善脉冲替换搜索的效率。实验表明,该方法可以有效地降低复杂度,并维持较高的合成语音品质。     

基于随机共振大参数微弱周期信号检测

研究了非线性双稳系统的动力学机理,根据非线性系统产生随机共振的同步条件,提出了不满足绝热近似理论的大参数微弱信号实现随机共振的方法。通过对系统参数的适当调整,实现了大频率信号和大强度噪声淹没的微弱周期信号的检测。理论分析和仿真实验表明,该方法有效地实现了大参数微弱信号随机共振,使得利用随机共振法检测大参数微弱周期信号不再局限于尺度变换法。