波束形成改进算法在风洞内声源识别中的应用

基于凸优化方法求解波束形成输出、声源分布与阵列点传播函数组成的方程组,改进了声源识别解卷积(DAMAS)算法。基于点声源假设,通过单声源仿真验证了改进算法动态范围的优越性;通过多声源仿真,对比改进算法与DAMAS算法空间分辨率的表现,发现改进算法可以更加准确地定位声源位置且声源强度误差更小。风洞试验结果表明,改进算法比DAMAS算法有着更好的空间分辨率和动态范围。     

基于波束形成的声源识别方法及其风洞内应用

基于波束形成的声源识别方法是风洞内研究汽车气动噪声问题重要的实验手段。为了更好地研究及应用这一测试技术,首先通过仿真计算,考察麦克风阵型、声源频率、测试距离、声波入射角等因素对阵列性能的影响,并通过系统设计完成了实验验证。结果表明：随着测试距离和入射角增大,系统空间分辨率变差;随着声源频率增大,系统空间分辨率更好,但动态范围变差;随着测试距离偏差的增大,识别的声源强度不断降低;不同声源频率、测试距离与阵列阵型对测试距离偏差引起的声源幅值误差的敏感度不同,声源频率越高,测试距离越小则敏感度越高;多声源的相互影响使阵列的有效动态范围降低,同时声源强度增大。然后,基于DrivAer整车油泥模型,在整车气动声学风洞内应用波束形成技术进行车外声源识别,分析车外气动噪声源的分布。最后,应用声源相减方法,分析了不同造型后视镜声源识别结果的差异。     

基于空间重构相干声源的麦克风阵列性能评价技术研究

基于波束形成算法的麦克风阵列系统被广泛应用于噪声源定位中，空间分辨率、动态范围是阵列进行多声源定位中的关键性能参数．工程中常用的阵列性能评估方法为小尺寸声源测试法，受声源尺寸及指向性的影响，其在使用不同声源对同一阵列进行测试时，测试结果往往有较大误差，且该测试方法对环境要求较高．基于此，本文提出了一种基于多通道标准耦合腔声源的空间声源重构方法，可重构出任意位置、频率及强度的空间点声源，通过标准耦合腔输出至对应坐标的麦克风传感器，重构两个相干点声源可代替实际空间小尺度声源对麦克风阵列性能参数进行测量分析．本文选取工程中常用的30通道螺旋形麦克风阵列，分别进行数值模拟、标准耦合腔实验及实际小尺寸声源对比实验．在2～4 kHz频段内，多通道耦合腔标准相干声源对阵列的测试结果与数值模拟结果高度一致，表明该方法的有效性．实际小尺寸声源的对比实验结果表明：耦合腔标准声源重构法受测试环境影响程度更低，分析麦克风阵列性能时测量误差小、精度高．     

基于波束形成的三维传声器阵列仿真

为研究基于传声器阵列的声源定位技术在户外环境下实现全方位、高效、便捷的声源信号定位,通过使用波束形成声源定位算法,在考虑传声器阵列的拓扑结构特性下,对各个三维阵列进行声源定位数值仿真。为验证不同阵列的传声器阵列定位效果,基于波束形成算法使用MATLAB对相同阵元数不同分布阵型的三维传声器阵列声源定位进行仿真。结果表明：相同阵元数不同分布阵型的三维传声器阵列定位声源点的定位精度存在不同的差异,且基于波束形成的三维旋排球阵列传声器阵列在全方位声源定位中结果精确度最高。可见设计传声器阵列时,应该要充分考虑到阵元个数、阵列孔径的大小及阵元间距对阵列声源定位的影响。     

基于导数约束的互谱降秩自适应波束形成

在导数约束基础上,提出了一种对阵列导向矢量失配稳健的互谱降秩自适应波束形成算法.通过在期望方向上设置多个线性导数约束,对阵列接收数据进行利用互谱能量的降秩处理,然后进行自适应波束形成.该算法不仅能够在导向矢量失配情况下获得较好的性能,并且弥补了传统稳健自适应波束形成算法运算量大的缺点.仿真分析表明,所提出的算法具有较好的稳健性能.     

镜像地波束形成声源识别方法

为了消除波束形成声源识别时地面反射对声源识别结果的影响,给出了基于除自谱的互谱成像函数的镜像地波束形成方法.以半圆形阵列为例,基于传统波束形成方法和镜像地波束形成方法模拟的结果表明,低频时镜像地波束形成声源主瓣近似呈圆形,更接近真实声源形状,在中高频处镜像地波束形成方法相对于传统波束形成方法旁瓣水平被有效衰减,声源定位精度更高.进一步,研究了传统波束形成方法和镜像地波束形成方法在地面不同吸声特性情况下的声源识别性能,结果表明,当吸声系数较低时,镜像地波束形成仍能有效识别声源,当地面的吸声系数较高时,镜像地波束形成方法的声源识别性能变差.最后基于扬声器声源的算例试验验证了上述模拟仿真结论的正确性及镜像地波束形成在识别实际声源时的有效性.     

基于麦克风阵列的声源时延估计算法的研究

基于麦克风阵列的声源定位技术在通信．语音处理等领域得到广泛的应用。本文在充分考虑环境噪声和多径反射噪声情况下，对互功率谱相位时延估计法（CSP）提出了一种改进的互功率谱相位时延估计法（M—CSP）。仿真结果表明，在强噪声和强混响下，M—CSP法此CSP法在性能上有很大的提高。     

基于十字型阵列的多频发射波束形成算法

针对平面接收阵阵元数量庞大导致的水下三维声学成像系统硬件开销和计算量过大的问题,提出了一种基于十字型阵列的三维声学成像的多频发射波束形成算法.该算法将发射波束方向划分为多个扇面,在每个扇面内依次向各波束方向发射不同频率的扇形波束信号,将发射次数从波束数减少到扇面数,从而缩短了扫描时间.仿真实验和计算量分析表明,文中算法能够获得与平面接收阵直接波束形成算法相同的波束性能,并且大幅降低了阵元数量和计算量.实际水下试验证明了该算法能够满足水下三维声学成像的实时性需求.     

基于广义互功率谱相位法的声源定位技术

研究如何在复杂噪声和严重混响的室内环境下,提高声源定位系统的性能.首先分析室内麦克风阵列的信号模型,确立一种合适的阵列拓扑结构;其次在复倒谱域对滤波器的各项参数进行仿真比较,得出滤波器参数的最佳值;然后提出一种广义互功率谱相位法,改进了峰值不明显等问题.在Matlab中对多种加权函数进行了仿真比较,进一步改善声源定位结果的准确性.最后对提出的算法进行验证,结果表明,当改进后算法的角度误差和距离误差分别为±10°和±15cm时,定位成功率能达到80%左右.     

便携式三维成像声纳的非网格化稀疏阵列技术

为降低便携式三维成像声纳系统的硬件开销,同时保证阵列的波束性能,提出了一种非网格化阵列稀疏方法.该方法基于十字型阵列,在模拟退火算法中加入阵元位置扰动,以实现对十字型阵列的非网格稀疏优化,降低阵元数量;引入多频发射和并行子阵接收波束形成算法,构建模拟退火算法中新的能量函数,以保证十字型稀疏阵列具有成像实时性以及较低的计算需求.最后利用该方法对100+100的十字型阵列进行稀疏优化.实验结果表明,该方法获得的非网格化稀疏阵列能够获得预设的波束性能,并具有成像的实时性和较低的计算需求;与现有文献相比,在保持相同波束性能的条件下,该稀疏阵列具有最少的阵元数量.     

彩色图像的边缘检测

彩色图像的边缘检测算法有很多,但检测结果仍存在细节丢失、抗噪性差的问题。本文提出一种新的彩色图像的边缘检测算法。首先,在RGB空间下,采用矢量梯度算法,分别在三个通道中求出像素的梯度值。然后,采用自适应双阈值算法,对梯度值进行判断,筛选出图像的边缘点。最后,只采用筛选后的边缘点的信息,构造新的模糊矩阵的隶属函数,从而形成新的模糊算法。利用该算法,检测出最终的图像边缘信息。实验证明,该算法得到的图像检测结果,不仅对比度高、边缘连续、细节保存完整,而且具有较强的抗噪性。     

时间表理论中LPT算法在装箱问题中的应用

本文利用二分搜索法和时间表理论中LPT算法求解装箱问题的近似最优解;给出了一个直观性算法,并研究这个算法的最坏情形,最后说明此算法在某些方面优于著名的FFD算法。     

自适应滤波算法综述

基于二阶统计量即相关函数的自适应滤波算法在自适应信号处理中有着 广泛的应用，本文就国内外对这些算法的研究进行了综述。     

EM算法理论及其应用

EM算法是一种迭代算法,主要用来计算后验分布的众数或极大似然估计,广泛地应用于缺损数据、截尾数据、成群数据、带有讨厌参数的数据等所谓的不完全数据的统计推断问题。在介绍EM算法的基础上,针对EM算法收敛速度慢的缺陷,具体讨论了加速EM算法：EMB算法和MEMB算法;针对EM算法计算的局限性,给出了EM算法的推广：GEM和MCEM算法。最后给出了EM的实值实例,结果精确。     

基于老化算法的分布式文件缓存算法

为提升数据检索读的性能, 基于老化算法采取Cache方法, 通过设计合理的缓存结构, 给出一种新的分布式文件缓存算法. 该算法在缓存实现部分, 使用了LRU算法中常用的老化算法, 并将其由一个页面置换算法改进为一个文件缓存替换算法, 且在该过程中完好地继承了老化算法的优点. 评测结果显示了改进方法的有效性.     

几种模式匹配算法的效率分析

分析几种模式匹配算法如KMP、BM、RK、SO。通过上机实验对这些算法的匹配时间进行测试,结果表明在这些模式匹配算法中BM算法是速度最快效率最高的算法。     

一种改进的KR模式匹配算法

在分析BF、KMP和KR等模式匹配算法的基础上提出一种改进的KR算法(IKR),在产生哈希冲突时利用双向比较法进行匹配.实验结果表明,该算法可以快速有效地进行模式匹配.     

排课系统中混合算法的应用研究

排课系统比较复杂又具有智能特点,其算法主要有模拟手工算法、回溯算法、遗传算法、贪心算法等.在软件开发过程中,发挥每种算法优点以提高排课的科学性、高效性和合理性是个重要课题.结合成功研制排课系统的经验,阐述了不同算法的应用,提出了通过所有算法的混合应用解决排课问题的方法.     

基于Bresenham算法的四步画直线算法

通过分析计算机图形学中的画直线的Bresenham算法，以及由此改进的“对称算法”、“二步法”，提出将“对称算法”和“二步法”结合形成“4—点画线算法”，与Bresenham算法相比，该算法可以将画线效率提高近2倍。     

大数快速模幂算法的研究

大数模幂在现代密码学领域有着广泛的应用,它是RSA．ELGamal等公钥密码的基本运算。对目前具有典型代表的各种大数模幂算法进行分析,从基本设计原理和实现角度对这些模幂算法进行分类,归纳并给出了各类算法的实现方法、优缺点和研究现状。