基于FFT BAQ的SAR原始数据压缩新算法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)原始数据频域压缩运算中基于快速傅里叶变换的分块自适应量化(fast Fourier transform based block adaptive quantization, FFT BAQ)算法实现复杂的问题,分析了SAR原始数据二维傅里叶变换后数据的能量分布情况。从香农率失真理论出发,利用信源微分熵确定最优的量化比特分配,提出了一种改进的FFT BAQ算法。分析了改进算法的复杂度,并与传统的FFT BAQ算法和BAQ算法做了相应的比较实验。实验表明,改进算法在保证原压缩性能的基础上降低了FFT BAQ算法的复杂度和对硬件的要求。     

基于多小波的SAR图像去噪与压缩

SAR图像固有的乘性相干斑噪声降低了图像的相关性,增加了信息熵,影响了图像压缩的性能.多小波能够同时拥有正交性、紧支性和对称性,比单小波具有更多的自由度.因此提出了在多小波域进行去噪和压缩相结合的SAR图像编码算法.首先对图像进行多小波变换,采用改进的软阈值法抑制相干斑噪声同时对图像边缘进行保护,再对多小波系数重排建立空间方向树,然后采用多级树集合划分(SPIHT)算法进行编码.实验结果表明,该算法改进了重建SAR图像的PSNR,同时对相干斑噪声进行了有效的抑制.     

FMCW雷达周期非线性相位估计与矫正

为获取高质量距离像,解线频调接收体制的调频连续波雷达通常需要进行非线性矫正。传统基于多项式模型的方法虽然能够矫正系统中绝大部分的非线性失真,但难以抑制由周期非线性引起的成对回波,距离压缩质量仍有较大提升空间。本文将剩余的周期非线性误差建模为多分量正弦调频信号,提出一种匹配初值与非线性最小二乘相结合的参数估计方法。所提算法仅采用傅里叶变换以及一维相位搜索即可实现正弦调频参数的快速估计,然后利用非线性最小二乘进一步提高估计精度,最后利用匹配傅里叶变换进行空变非线性矫正。仿真以及实测数据均表明,本文所提算法能够有效消除周期相位误差,抑制成对回波,显著改善距离压缩质量。     

Tunable-Q contourlet transform for image representation

A novel tunable-quality-factor (tunable-Q) contourlet transform for geometric image representation is proposed. The Laplacian pyramid in original contourlet decomposes a signal into channels that have the same bandwidth on a logarithmic scale, and is not suitable for images with different behavior in frequency domain. We employ a new tunable-Q decomposition defined in the frequency domain by which one can flexibly tune the bandwidth of decomposition channels. With an acceptable redundancy, this tunable-Q contourlet is also anti-aliasing and its basis is sharply localized in the desired area of frequency and spatial domain. Our experiments in nonlinear approximation and denoising show that the contourlet using a better-suitable quality factor can achieve a more promising performance and often outperform wavelets and the previous contourlets both in visual quality and in terms of peak signal-to-noise ratio.     

基于图像内容和人眼视觉特性的JPEG压缩编码

静止图像压缩主要包括变换、量化和编码 ,其中量化对压缩的性能 (图质和压缩比 )起决定作用 ,它涉及质量因子和基本量化表的确定。从输入图像的统计特性出发 ,通过比特率控制算法 ,统计图像的活动性水平 ,选择适当的质量因子使码流文件大小不超过给定值。并根据人类视觉系统的特征 ,计算出更能反映人眼特性的基本量化表 ,将二者结合起来用在JPEG基本压缩系统中 ,使系统的整体性能在率失真理论的意义上得到优化。软件验证表明 ,采用此算法进行压缩 ,在保证码流文件大小的同时 ,解压图像的可视效果好     

卫星遥感干涉多光谱图像压缩新算法

为了有效提高干涉多光谱图像压缩效率,以满足星上应用环境要求,提出了一种新的遥感干涉多光谱图像压缩算法.采用小波域匹配预处理来去除干涉光谱图像序列的帧间相关性,采用基于率失真斜率提升的感兴趣区域编码方法,对图像不同区域进行更合理的码率分配,反馈控制T1编码器的编码深度,调整编码子带个数,从而减少编码计算量和存储器使用量,便于硬件实现.实验结果表明,该算法能有效提高恢复光谱的分辨率,简化系统复杂度.     

近场单发多收合成孔径雷达成像的频域算法

提出了一种适用于单发多收合成孔径雷达成像的频域算法。该方法利用傅里叶变换将回波数据变换至波数域进行扩维,建立了波数域的补偿关系,从而在波数域实现了对波前弯曲的精确补偿,因此具有较高的成像精度,并且可以用于近场三维成像。另外,该方法采用基于快速傅里叶变换的成像结构显著提高了成像效率。理论分析和实验结果表明,与后向投影算法相比,该方法能够获得相同成像结果的同时大大降低运算量。     

基于率失真优化的嵌入式静态图像编码算法

提出了一种新的基于率失真优化的嵌入式静态图像编码算法。率失真优化是按照率失真斜率递减的顺序编码系数位,最先编码的位具有最大的率失真斜率,每编码一位都会使失真减少最大。率失真斜率的计算仅仅是利用MQ自适应算术编码器的概率状态估计表而进行的查表过程,采用率失真门限可以显著减少计算量。实验证明该算法具有更快的编码速度以及较好的压缩效果。     

A Gray Fingerprint Image Compression Scheme Using Wavelet Transform

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｏｒｃｅｎｔｕｒｉｅｓ,ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄａｓａｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｏｆａｎｉｎｄｉｖｉｄｕａｌａｒｅｕｎｉｑｕｅａｎｄｄ...     

基于PSMSD的JPEG2000优化率控制算法

对优先扫描率分配算法进行分析,提出了一种基于比特平面优先扫描和最小斜率丢弃的JPEG2000压缩率控制算法,以解决优先扫描率分配对重建图像质量带来的影响。对所有编码通道根据比特平面优先级从高到低依次进行T1编码,达到目标码率后对所有码块进行率失真最小斜率丢弃算法来完成优化截取,从而进一步快速搜索最优码流截取点,有效地降低了T1编码器的冗余。实验结果表明,该算法有效减少了计算量和存储量,且获得了与标准算法基本相同的高压缩性能。     

结合运动补偿的球体双边滤波视频降噪算法

提出一种结合了运动补偿的球体双边滤波（motion compensated sphere bilateral filtering, MCSBF）视频图像降噪算法。在受噪视频图像中,首先利用视频序列中的当前帧和前后多帧图像,通过运动补偿得到当前帧的参考帧。在当前帧和参考帧构成的三维空间中,构建滤波窗为球体的双边滤波器,对当前帧像素进行三维双边滤波、实现降噪。算法能够充分利用视频图像中的空时相关性,在保持视频图像细节的同时、有效地去除噪声。实验结果表明,在提升受噪视频图像主观视觉质量和峰值信噪比（peak signal noise ratio, PSNR）等方面,算法优于空时联合滤波（spatial temporal joint filtering scheme, JNT）、空时转换滤波（spatial temporal varying filter, STVF）、多假设运动补偿滤波（multi-hypothesis motion compensated filter, MHMCF）等经典视频图像降噪算法。     

一种超复数频域的有意义数字水印算法

针对彩色载体图像,提出了一种彩色图像超复数频域的水印算法。它通过对彩色载体图像进行快速超复数傅氏变换,在超复数频域选择合适频段嵌入水印,并且修改其对称系数的值,保证了嵌入水印图像仍然可以用彩色图像的红、绿、蓝三色进行传输。分析表明提出的方法通过超复数傅氏逆变换,可以把水印带来的误差扩散到整幅图像,并且是分散到红、绿、蓝三色的各个分量上,从而实现数字水印的不易感知性和安全性的良好结合。本算法还提出了对水印数据进行"交叉冗余嵌入"的规则,以进一步提高数字水印的鲁棒性。最后给出了实验结果,验证了本算法的优越性。     

时序数据跨域关联可视分析

时序数据是数据挖掘的一类重要研究对象,当前的时序数据可视分析技术很少进行跨域关联,用户无法在统一视图中同时关注时空域的统计时序数据与认知域的文本主题数据的发展演化。抽象出用户基于跨域时序数据的可视分析过程,提出一种可视分析流程模型;以该模型为指导,设计了多视图协同的跨域关联可视分析工具。通过疫情时序数据和舆情文本数据的实例分析,证明了本方法可以较好的支撑用户同时关注不同域时序数据的发展演化,快速探索数据中隐含的特征信息和时空变化规律。     

基于压缩感知的无模糊宽带测向技术

针对宽带侦察接收机提出了一种新的基于压缩感知(compressed sensing, CS)的无模糊测量来波方向方法,采用非均匀阵列的空域欠采样特性及空域谱的稀疏特性,构造无模糊宽带测向的CS模型,利用基追踪降噪算法估计无模糊的空域响应,实现了最小阵元间距都无法满足空域Nyquist采样情况下的方向角无模糊估计,为了提高所提方法对噪声的鲁棒性及多信号处理能力,提出了快速傅里叶变换频域预处理和CS相结合的宽带测向方法,仿真结果验证了所提方法较直接CS方法具有更高的测向精度和更好的鲁棒性。     

方位频域滤波的机场毫米波雷达干扰抑制方法

强散射目标距离旁瓣造成的干扰, 严重影响机场跑道异物(foreign object debris, FOD) 毫米波雷达对微弱目标的检测。针对该问题, 本文基于信号频谱分布特点, 即静止目标信号的方位谱具有窄带特性, 而旁瓣干扰信号的方位谱是宽带的, 提出在方位向进行信号频域滤波的干扰抑制方法。首先在距离向使用窗函数加权方法处理, 方位向通过傅里叶变换到频域, 利用提前标定和构建的窄带带通滤波器进行滤波, 最后再变换回时域。与其他方法相比, 该方法能够在有强散射环境下获得较好的干扰抑制效果, 提高微弱目标的信杂比。93 GHz FOD雷达实测数据处理结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

Low complexity DCT-based distributed source coding with Gray code for hyperspectral images

To compress hyperspectral images, a low complexity discrete cosine transform (DCT)-based distributed source coding (DSC) scheme with Gray code is proposed. Unlike most of the existing DSC schemes, which utilize transform in spatial domain, the proposed algorithm applies transform in spectral domain.Set-partitioning-based approach is applied to reorganize DCT coefficients into waveletlike tree structure and extract the sign, refinement, and significance bitplanes. The extracted refinement bits are Gray encoded. Because of the dependency along the line dimension of hyperspectral images, low density paritycheck-(LDPC)-based Slepian-Wolf coder is adopted to implement the DSC strategy. Experimental results on airborne visible/infrared imaging spectrometer (AVIRIS) dataset show that the proposed paradigm achieves up to 6 dB improvement over DSC-based coders which apply transform in spatial domain, with significantly reduced computational complexity and memory storage.     

Novel imaging methods of stepped frequency radar based on compressed sensing

The theory of compressed sensing (CS) provides a new chance to reduce the data acquisition time and improve the data usage factor of the stepped frequency radar system. In light of the sparsity of radar target reflectivity, two imaging methods based on CS, termed the CS-based 2D joint imaging algorithm and the CS-based 2D decoupled imaging algorithm, are proposed. These methods incorporate the coherent mixing operation into the sparse dictionary, and take random measurements in both range and azimuth directions to get high resolution radar images, thus can remarkably reduce the data rate and simplify the hardware design of the radar system while maintaining imaging quality. Experiments from both simulated data and measured data in the anechoic chamber show that the proposed imaging methods can get more focused images than the traditional fast Fourier transform method. Wherein the joint algorithm has stronger robustness and can provide clearer inverse synthetic aperture radar images, while the decoupled algorithm is computationally more efficient but has slightly degraded imaging quality, which can be improved by increasing measurements or using a robuster recovery algorithm nevertheless.     

基于跨层不等重功率分配的渐进图像传输方案

为了在无线衰落信道下鲁棒和高效地编码传输渐进图像,提出了基于跨层不等重功率分配的编码传输方案。和以往基于不等重功率分配的传输优化方案不同,该方案综合考虑了反馈信道提供的物理层信道状态信息、链路层自动重传信息和应用层压缩编码率失真特性,采用基于解析表达的数值优化算法,求得各个层上最优不等重功率分配策略,减小给定期望传输功率约束下的图像传输失真。实验表明,相对于以往方案,所提方案不但避免了启发式优化算法的高搜索复杂度|而且能大大提高接收端重建图像的峰值信噪比。     

Design and simulation of digital channelized receivers in fractional Fourier domain

An approach is proposed to realize a digital channelized receiver in the fractional Fourier domain (FRFD) for signal intercept applications. The presented architecture can be considered as a generalization of that in the traditional Fourier domain. Since the linear frequency modulation (LFM) signal has a good energy concentration in the FRFD, by choosing an appropriate fractional Fourier transform (FRFT) order, the presented architecture can concentrate the broadband LFM signal into only one sub-channel and that will prevent it from crossing several sub-channels. Thus the performance of the signal detection and parameter estimation after the sub-channel output will be improved significantly. The computational complexity is reduced enormously due to the implementation of the polyphase filter bank decomposition, thus the proposed architecture can be realized as efficiently as in the Fourier domain. The related simulation results are presented to verify the validity of the theories and methods involved in this paper.     

OFDM协作网络中基于组合叠加导频的信道估计技术

针对三节点放大转发(amplify-and-forward, AF)的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)协作中继网络,为了高效获取级联和单跳链路信道状态信息(channel state information, CSI),本文提出基于组合叠加导频的信道估计方案。新方案在源节点和中继节点分别将不同的导频叠加到发送数据上,目的节点利用源导频和中继导频分别完成级联(S→R→D)信道和单跳(R→D)信道的估计。为了消除叠加导频方案中信息符号对于各链路信道估计造成的严重干扰,源导频设计采用发端预处理的数据置零叠加导频(data nulling superimposed pilots, DNSP)方式,并提出了基于协作干扰消除(cooperative interference cancelation, CIC)的中继导频设计方案,新方案一方面借助直达(S→D)链路检测符号来消除中继数据对R→D信道估计的影响,另一方面利用迭代重构来弥补源节点数据失真和提高检测性能。仿真结果表明,新方案在避免训练导频占用带宽开销的同时能获得与传统频分复用(frequency division multiplexing, FDM)导频相近的性能。