基于信号重构的伪随机跳频引信信号处理技术

针对多普勒失配引起的伪随机跳频引信定距精度差及工程实现难度大的问题,提出了一种基于信号重构的伪随机跳频引信信号处理方法.首先利用发射信号重构一组用于匹配滤波的本地参考信号,然后将这组信号分别与目标回波信号进行相干积累,当其中任一通道相关值超过预设门限时,即可判为定距成功.仿真实验结果表明,该算法能够对目标区域进行精确探测,有效地解决了伪随机跳频引信多普勒失配引起的定距精度差、虚警概率高等问题.     

基于声源定位的头部姿态检测系统研究与实现

研究了声源定位技术在鼾声检测上的应用,主要研究鼾声的声学特性、声源定位技术原理,并利用声源定位技术对人体打鼾时头部姿态进行识别.采用广义互相关函数法对多路声音采集系统采集到的鼾声信号进行延迟估计计算,根据得到的相对时延信息进行声音定位,结合定位信息和朝向信息推断出当前受试者打鼾时头部姿态.采用数据采集卡进行高速信号采集,使用虚拟仪器Labview进行信号处理和算法实现,实验中受试者以不同头部姿态在该系统监测下模拟打鼾,通过该系统检测头部姿态,综合判断正确率达到80%.     

FPGA中适用于低位宽乘累加的DSP块

Xilinx和Intel生产的许多先进现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中,通常采用具有较高的固定位宽乘法器的数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)模块,它们往往不能高效支持低位宽乘累加(Multiply Accumulate,MAC)运算.为解决这一问题,本文提出一种支持低位宽乘累加的新DSP块,在实现Xilinx DSP48E1功能的基础上,通过数据移位、乘法器拆分与后置加法器单指令流多数据流(Single Instruction Multiple Data,SIMD)功能的配合,可以并行实现2个8-bit乘累加或2对共享乘数的4-bit乘累加,同时留出足够的保护位防止溢出.其中,乘法器拆分可减少部分积压缩时间,而新功能提高了DSP块利用率,从而使计算多个低位宽乘累加时所需DSP块数目变少,总使用面积减少.实验结果表明:与实现DSP48E1功能的基础DSP相比,新DSP计算速度提升了9%,当实现2倍数目的8-bit乘累加和实现4倍数目的共享乘数的4-bit乘累加时,DSP块使用总面积均减少40...     

全相位带通滤波器用于听觉重建的参数优化研究

人工耳蜗的言语处理器中滤波器的性能好坏将影响听觉重建的效果.全相位滤波器具有阻带衰减快、相位不失真的优点,适用于人工耳蜗,但其计算复杂度较高,所以需要在满足声信号滤波设计准确度的前提下,确定参数最优的全相位滤波器.本文采用8通道全相位带通滤波器、频带均分,在不同阶数下对纯净的小提琴音旋律片段(生日快乐、两只老虎、音阶)进行带通滤波再合成,最后进行客观波形对比和主观测听评估.结果表明:不同阶数下的全相位滤波器的合成音会出现不同程度的波形失真和音质失谐,且滤波器阶数越高,幅频响应过渡带越陡,合成音的波形与音质越接近原始音;同时,其计算复杂度也会增大.对于音乐信号,当滤波器阶数高于70阶左右时,其音质不会出现失谐,且信号波形失真较小.     

Shape recovery using high dynamic range images

An effective method for object shape recovery using HDRIs (high dynamic range images) is proposed. The radiance values of each point on the reference sphere and target object are firstly calculated, thus the set of candidate normals of each target point are found by comparing its radiance to that of each reference sphere point. In single-image shape recovery, a smoothness operation is applied to the target normals to obtain a stable and reasonable result; while in photometric stereo, radiance vectors of reference and target objects formed due to illuminations under different light source directions are directly compared to get the most suitable target normals. Finally, the height values can be recovered from the resulting normal field. Because diffuse and specular reflection are handled in an unified framework with radiance, our approach eliminates the limitation presented in most recovery strategies, i.e., only Lambertian model can be used. The experiment results from the real and synthesized images show the performance of our approach.     

小波分析在表面肌电信号(sEMG)研究中的应用

表面肌电信号是从肌肉表面通过电极记录下来的反映神经肌肉系统活动的一维时间序列非平稳生物电信号.而小波分析作为一种多分辨率时频分析方法是分析非平稳信号的有力数学工具.在简要回顾小波变换与多尺度分析的基础上,系统的总结了小波分析在当前表面肌电信号研究中的几个热点问题上的应用并剖析了其主要技术路线,包括小波分析在肌电信号预处理中的应用、小波分析在基于肌电信号的动作识别和假肢控制方法中的应用、小波分析肌肉疲劳评价中的应用等几方面.最后介绍了小波分析在笔者开发的新型外骨骼式上肢康复机械臂控制中的应用.     

涡流检测自然裂纹与信号处理

在用涡流检测(Eddy Current Testing,ECT)法评价设备缺陷时,缺陷信号由于受到探头提离及设备结构变化引起的非缺陷信号及环境噪声的影响而恶化,直接影响到对缺陷的正确评估.采集了自然裂纹 ECT 信号并根据其特点,采用小波变换对其进行了去噪处理.首先将 ECT 信号进行小波分解,去除非缺陷信号及白噪声信号分量,然后对小波系数进行反变换,重构缺陷信号.对一维和二维 ECT 信号处理结果表明这种信号处理技术对提取湮没在非缺陷信号和自噪声中的缺陷信号非常有效.     

基于平行因子分析的信源四维参数联合估计

提出了一种用于近场窄带信源频率、二维到达角及距离四维参数联合估计的新算法. 该方法将通常在数据域和子空间域应用的平行因子分析模型扩展至高阶累积量域, 利用计算的5个高阶累积量矩阵构造三面阵, 分析了该三面阵低秩分解的唯一性, 并从其分解得到的5 个对角阵中联合估计信源参数. 与现有方法相比, 该算法有效减小了阵列的孔径损失, 无须参数配对. 此外, 该算法还可用于远场和近场混合源的参数估计. 仿真结果表明该算法是有效的.     

基于独立分量分析(ICA)的通信信号盲侦察技术

在通信对抗中,由于电磁环境的复杂性和通信信号调制方式的多样性,我们事前无法确知接收信号的任何信息,给通信侦察带来了极大的困难.为解决复杂多信号环境下的通信侦察难题,作者提出了一种采用独立分量分析（ICA）技术,对原始信号进行盲分离,然后分别对分离的各个信号进行后续处理的盲侦察技术.在介绍ICA技术的基础上,采用基于自然梯度的ICA算法(EASI算法)对分离效果进行了仿真.仿真结果表明,采用该方法在无需任何先验知识的情况下（如载频、信号带宽、调制样式）,可以很好地分离出原始发射信号,为后续信号处理（如分析识别、解调等）奠定了基础.     

数字信号处理的发展与应用

本文介绍了数字信号处理的发展历史,理论,技术和应用,也介绍了ＤＳＰ的发展前景和国内情况。