基于积分时间正弦调制的CCD去噪方法

随着光电子技术的发展,以电荷耦合器件(CCD)作为信号接收元件的光电成像器件获得了日益广泛的应用。CCD器件的输出信号是模拟信号,夹杂着各种噪声和干扰。其中,白噪声和1/f噪声是影响CCD器件输出信号信噪比的两大主要因素。传统的处理方法是对CCD输出信号进行低通滤波,然而,低通滤波并不能有效滤除1/f噪声。针对这一问题,本文提出了基于积分时间正弦调制的带通滤波法,并在MATLAB环境下进行建模和仿真,结果表明此方法能够有效滤除1/f噪声和白噪声。在实际的光谱检测系统中,本文方法具有很强的实用价值。     

抑制CCD复位噪声的相关双取样原理电路

运用相关双取样(简称CDS)工作原理,可抑制CCD工作中产生的复位噪声.文中对CDS实验装置及实验结果进行了分析,对如何提高输出信号的信噪比进行了讨论.     

基于CCD的智能车控制策略研究

本文提出了一种使用面阵CCD进行赛道参数检测的方法,系统以MC9S12单片机为主控制器,实现了对CCD输出的黑白视频信号的实时采集处理,通过边沿提取算法获得路径信息,并给出对舵机和驱动电机的控制策略,使得智能车行驶快速流畅。     

基于随机共振与粒子群优化的毫米波辐射计信号去噪算法

毫米波辐射计由于具有全天候工作、识别金属目标能力强、隐蔽性好等特点,具有广阔的应用前景。然而由于大气干扰、辐射计本身抖动等影响,毫米波辐射计的输出信号隐没在强噪声背景下。传统的微弱信号检测方法在强噪声背景下信噪比改善性能并不理想,本文提出了一种基于可变惯性权重和信息共享的粒子群优化的自适应随机共振算法的毫米波辐射计信号去噪算法。实验结果表明,本文方法对噪声的变化有更好的鲁棒性,尤其在强噪声背景下相比于传统去噪算法,能更好地改善信号的输出质量。     

非线性单稳态系统中基于内禀振荡的随机共振

通过考察具有内禀振荡的单稳态非线性系统的随机振荡行为,研究了内禀振荡对噪声背景中微弱信号检测性能的影响.结果表明,输出信噪比和系统信噪比增益都表现出随机共振行为;该随机共振现象依赖于系统的选频特性,而系统的选频特性源于内禀振荡.该单稳态非线性系统表现出的这种源于内禀振荡的随机共振,可能为微弱信号检测系统的设计提供新思路.     

基于线阵CCD的带材边缘检测系统研究

介绍了基于线阵CCD带材边缘检测系统的软硬件构成、工作原理、结构特点及设计方案,该方案用平行光投射系统来照明,采用可编程逻辑器件CPLD驱动CCD工作并对测量结果进行处理,有效地简化了硬件结构。介绍了一种CCD输出信号的处理电路及其二值化原理,并给出了系统硬件、软件设计方案。并通过实验得到测量结果,实验证明了本系统的可行性和实用性。     

改进型双稳随机共振系统及其在轴承故障诊断的应用

针对经典双稳随机共振系统(CBSR)的输出饱和现象降低系统输出信噪比的问题,提出一种改进型双稳随机共振系统。将CBSR中限制粒子运动的四次型势函数改进为分段二次型双稳势函数,并代入到由势函数、噪声以及微弱周期信号驱动的朗之万方程中,得到非饱和分段双稳随机共振系统。该系统结构简单,可通过调节系统参数实现最佳随机共振。进一步,通过绝热近似理论,得到表征系统性能的输出信噪比表达式,当输出信噪比随系统参数以及噪声参数增加呈现非单调变化时,系统发生随机共振。将改进系统应用于轴承故障诊断,结果表明,在相同参数下,改进系统的输出信噪比共振曲线整体高于CBSR及分段非线性双稳随机共振系统(PNBSR),系统能够有效检测出故障信号频率,在内外圈故障诊断中,输出信噪比较PNBSR系统分别提高了2.4 dB与1.8 dB,证明改进系统可有效增强系统输出信噪比。     

衰落信道下两发送天线MIMO系统V-BLAST算法研究(英文)

对两发送天线MI MO系统在相关瑞利和莱斯信道下V-BLAST检测算法的性能进行了分析,推导出最优和固定检测两种方案中第一步和第二步的误码率.相对于独立同分布瑞利信道,考察了相关瑞利信道和莱斯信道对接收信噪比的影响;相对于固定检测方案,讨论了最优检测算法对信噪比的提升.理论分析和仿真结果表明,瑞利信道相关性或莱斯信道的直达波分量会减弱最优检测方案对信噪比的提升.     

利用线阵CCD对物体振动精密测量的研究

介绍了一种采用线阵CCD测量物体振动的方法。该方法采用线阵CCD作为光电传感器件,通过对CCD输出信号进行二值化处理并从计算机获得数字式信号,从而实现对物体的振幅、频率和相位等相关参数的精确检测。实验结果表明,与其他传统的检测方法相比,该方法非接触测量、操作简单、精确度高、稳定可靠等优点,可应用到各种机械振动的检测中。     

采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响,为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义.     

非对称双稳系统中乘性和加性噪声的随机共振

研究了具有相关乘性和加性噪声的非对称双稳系统中的随机共振现象.基于二态理论和绝热消去理论,得到了系统输出信噪比的解析表达式.发现信噪比是乘性噪声和加性噪声的强度、乘性和加性噪声强度的比值,以及乘性和加性噪声的关联强度和相关时间的非单调函数.另外,输出信噪比随系统的非对称性参数的变化而非单调变化.     

基于Camera Link 协议的CCD图像采集系统

为满足航天相机系统快速、高质量的成像要求,设计了一种基于Camera Link协议的高速CCD (Charge Coupled Device) 图像采集系统。该系统采用CPLD (Complex Programmable Logic Device)、专用视频处理芯片TDA8783、乒乓结构的存储器进行设计,并使用时间延迟积分(TDI:Time Delay Integral)的工作方式,通过设置单级积分时间长度和积分级数改变总积分时间长度。实验结果表明,该系统能同时输出两路CCD电压信号,最高数据输出速率达15帧/s,信噪比大于50 dB,两通道的不均匀性小于2％,满足航天相机系统的高速、高分辨率设计要求。     

一种基于AVR单片机的线阵CCD测量系统

线阵CCD(charge coupled device)用于精密光谱测量时,将会对与之配套的驱动和数据采集电路产生一些特殊要求.基于高速AVR单片机的驱动器和相关的数据采集系统可以在计算机程序中设定移位频率和积分时间,从而扩大了测试的光强范围和提高了信噪比,使CCD测量系统工作在合理状态.这一驱动器和数据采集系统用EPP(enhanced parallel port)协议与计算机通讯,与传统的系统相比较具有新的优点,是一种开创性的工作.该CCD系统已用于实验,文章最后给出了测量得到的汞灯的光谱.     

轴类零件直径尺寸的光电检测系统

设计了一套用线阵CCD对轴类零件的直径尺寸进行测量的光电检测系统,在检索文献的基础上对轴类光电检测技术基础进行简要分析,对系统当中光路、处理电路进行了设计,用微分法提取传感器输出的轴直径的边缘信息,使检测系统的精度得到了提高。     

基于势函数的双稳随机共振参数特性探究*

双稳态随机共振系统模型在微弱信号检测方面具有很好的应用特性,为微弱信号的检测提供了新的思路。如何用更简单的方法突破近似绝热条件的限制,使其应用于高频信号检测,是近些年来的研究热点。分析势函数的形状特征对系统输出信噪比影响的基础上,研究了系统从双稳状态(AAc)到失稳(A≥Ac),再到单稳状态(a=0或b=0)过程中,系统输出特性的变化规律。提出了一种基于势函数的参数调节方法,通过对系统参数加以控制,可以在不影响系统最佳输出信噪比的情况下,将可调参量降为1个,减少参数调节的工作量。经过仿真和实验采集数据验证,该方法简单易行,具有一定的应用价值。     

基于二维指数脉冲压缩变换的SAR成像算法

传统的合成孔径雷达(SAR)系统一般采用经典的匹配滤波器实现距离维和方位维的二维脉冲压缩变换,其基于匹配滤波器的系统带宽导致系统分辨率是有限且固定的.当对输出信噪比和目标时延分辨率有不同要求时,具有可变指数的指数滤波器可根据具体需求在充分保证输出信噪比的情况下产生高于匹配滤波器的目标分辨率.本文基于指数滤波器将距离维和方位维上的二维指数脉冲压缩变换应用于SAR成像算法,即先后将信号通过距离维和方位维指数滤波器,以实现SAR高分辨率成像.仿真结果表明,该算法在距离维和方位维两个维度都具有比传统SAR算法处理结果更窄的主瓣宽度和更低的旁瓣高度,有效提高了距离维和方位维的分辨率.     

线列阵CCD智能遥测系统

本文给出了一种线列阵CCD智能遥测系统.文中提出以线列阵CCD输出脉冲的包络线信号作为摄取目标的特征.对CCD产生的正弦型、高斯型、矩形型、脉冲型等几种输出包络信号进行了傅里叶频谱分析,在非图像显示的场合下,可较大地降低采样频率,提高实时性,用较少的数据量实现对目标的特征抽取、分析、识别等处理.     

基于线阵CCD的数据采集系统的设计

本文介绍了线阵CCD图像传感器TCD1252AP在数据采集系统的构成及设计方案,并且设计了驱动脉冲电路,同时还给出了CCD输出信号的处理电路与D/A转换电路,并且利用单片机AT89C51对数据进行采集。     

基于改进粒子群优化算法的信号检测及故障诊断

研究了一种分段双稳态随机共振系统,使用改进的粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法对双稳系统的参数进行优化,将其应用于弱信号检测以及轴承的故障诊断。首先,引入分段的势函数,对系统的输出信噪比进行理论推导,从势阱中粒子的跃迁角度讨论分析了系统各参数对平均首次通过时间以及信噪比的影响,并借此对系统进行评价;其次,利用随机权重粒子群优化算法和自适应权值粒子群算法,分别与随机共振相结合,以输出信号的信噪比作为评价指标,对系统参数进行优化调节,并比较2种粒子群优化算法的改进算法;最后,将改进的粒子群优化算法应用于故障诊断,通过仿真研究和实验验证,对比几种算法的输出效果,评价了随机权重粒子群优化算法的有效性和优越性。     

基于线阵CCD测径系统检测电路设计

利用线阵CCD为光电转换器件,以单片机为控制核心的非接触式径度测量系统。该系统采用AT89C2051小型单片机产生稳定、精确的实时驱动脉冲,使整个驱动电路体积小、速度快,提高了电路的可靠性。由线阵CCD输出的视频信号经二值化电路处理,完成对视频信号的滤波、视频放大。输出检测信号经AT89C51同步计数,并设计了与上位机的通讯接口,实现测量值的储存和显示。对单片机控制部分进行了硬件设计和编程调试,理论分析及实验表明,采用线阵CCD为光电转换器件的非接触测量径度法的有效性。