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第十五届全国信号处理学术年会

第十五届全国信号处理学术年会

  • 召开年：2011
  • 召开地：北京
  • 出版时间： 2011-11-17

主办单位：中国电子学会;中国仪器仪表学会

会议文集：第十五届全国信号处理学术年会论文集

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  • 摘要：针对一般小波去噪方法在去除合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar-SAR)图像斑点噪声时不能有效保持图像边缘信息的问题,提出结合双密度双树复小波变换(Double-Density Dual Tree Complex Wavelet Transform-DD_DTCWT)方向信息进行边缘检测的SAR图像噪声抑制算法。本文对边缘检测指标进行改进,利用DD_DTCWT方向复小波系数的相对方差作为边缘检测指标,通过相对方差分布密度函数获取阈值处理的自适应门限,由此实现SAR图像的自适应滤波。实验结果表明,本文提出的边缘检测和主方向高频复系数提升方法可以有效保持并增强图像的边缘信息。与SRAD算法和基于DD_DTCWT的双变量收缩函数(Bivariate Shrinkage Function-BSF)算法相比较,本文算法具有更好的边缘保持能力。
  • 摘要：深入研究了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达的波束形成问题,针对MIMO雷达直接运用常规的最小方差无失真响应(MVDR)波束形成算法时所需的训练样本数大和运算复杂度高的不足,提出了一种降维的MVDR波束形成算法。该算法首先将1个MN维(M,N分别为发射和接收阵元数)的权矢量分解成两个低维(1个M维和1个N维)权矢量的Kronecker积,然后分别利用MVDR算法求得分解后的两个权矢量,最后再合成原始的最佳权矢量。该算法通过将一个高维权矢量的求解问题转换成两个低维权矢量的分别求解问题,在保证波束形成器性能的基础上有效地降低了运算复杂度,减少了所需的训练样本数,因此本文算法更具有实际应用价值。仿真结果验证了算法的有效性。
  • 摘要：针对源信号个数未知的欠定混合盲源分离问题,本文提出了一种基于特征矩阵联合近似对角化(Joint Approximate Diagonalization of Eigenmatrices,JADE)和平行因子分解的欠定混合盲辨识算法,该算法不需要源信号满足稀疏性要求,仅在源信号满足相互独立和最多一个高斯信号的条件下,通过将JADE算法中的样本四阶协方差矩阵叠加成三阶张量,再对此三阶张量进行平行因子分解来完成源信号数和混合矩阵的估计,由于平行因子分解的唯一辨识性在欠定条件下仍然满足,该算法能够解决欠定盲源分离问题。并对该欠定混合盲辨识算法进行了深入的分析。通过仿真实验,计算估计矩阵与混合矩阵的平均相关误差,结果表明本文提出的算法在适定和欠定混合时均具有很好的辨识效果,而且实现简单,可满足实际应用的要求。
  • 摘要：提出了一种针对多通道GMTI的SAR复图像精确配准算法。首先,系统分析了配准误差对干涉相位的影响,推导出了对应配准误差的干涉相位Cramer-Rao界,并利用Monte Carlo仿真数据对配准误差的影响进行了量化。在此基础上,通过对待配准图像进行二维精确插值处理,生成模板图像库和相应的相关系数库,以适合多通道GMTI的复图像的相位相关为准则,找出模板图像库和相关系数库中与参考图像具有最大相位相关值的图像作为配准图像,从而实现多通道SAR复图像之间的精确配准。对基于所提算法的实测三通道SAR复图像进行慢动目标检测实验,结果表明所提算法能够提供多通道GMTI所需要的配准精度,证明了该算法的有效性和实用性。
  • 摘要：维度语音情感识别(Dim-SER)是情感计算领域的一个新兴分支,它从多维、连续的角度看待情感,将SER问题建模为连续值的预测回归任务。当前的Dim-SER系统在进行情感预测时缺少对语料间情感程度相对顺序的考虑,严重影响了人机交互系统对说话人情感变化趋势的把握。从该需求出发,本文以人类情感认知特性为参照,构建了一个对情感程度相对顺序敏感的Dim-SER系统,并引入Gamma统计对SER系统性能评价标准加以完善。系统构建过程中,本文构造了Top-rank概率分布对语料间的情感顺序进行描述,并使用Kullback-Leibler距离对预测造成的顺序一致性损失进行度量,最后提出顺序敏感的神经网络算法实现系统预测损失的最小化。情感预测实验结果表明,同常用的k近邻算法和支持向量回归算法相比,该系统有效地提高了语料间情感程度相对顺序的正确性。
  • 摘要：针对低信噪比条件下宽带高速跳频信号的参数估计问题,提出一种多通道数据融合跳频信号频率跳变时刻估计算法。该算法利用无盲区数字信道化预处理实现宽带跳频信号的全概率、全盲接收,通过数据融合得到一路包含全部频率跳变信息的参考信号,并利用该参考信号进行最大似然估计得到频率跳变时刻精确估计值。给出了所提出跳变时刻估计算法的Cramer-Rao下界并进行实验仿真。理论推导和仿真结果表明:针对一定的输入信噪比,适当选择信道化数和估计时间可实现较高的估计精度。在0dB信噪比条件下,采用16通道数字信道化处理,估计方差小于10-3。
  • 摘要：H.264/AVC编码中的码率控制是通过有效控制输出码流的码率来提高其压缩视频质量的重要技术。本文基于H.264/AVC中的JVT-H017码率控制方案提出了一种改进算法。新算法根据H.264中DCT系数的分布特征,将柯西分布引入到码率控制模块,用更精确的柯西率失真模型取代了原先的二次率失真模型。在此基础上,进一步引入了一种联合PSNR比率和MAD比率进行图像复杂度预测的方法,并依此来调整帧级比特的分配和量化参数,克服了在出现复杂运动或场景切换时,因视频序列相邻帧之间相关性降低而导致的MAD预测失准的情况。实验结果表明,与JVT-H017方案及文献[5]中的算法比较,新的算法不仅具有更精确的码率控制,而且改善了输出码率的平稳性及重建图像的PSNR。
  • 摘要：低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战；此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和提高成像精度的改进措施；然后讨论了基于运动测量数据的实时运动补偿方案,利用实时PRI调整补偿前向运动误差,并在实时成像流程中嵌入视线运动误差补偿环节。在上述分析的基础上,提出了结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理流程。最后,给出了实际飞行实验中机载UWB SAR的实时处理结果,证明本文所提流程可以满足机载UWB SAR处理实时性以及处理精度的要求。
  • 摘要：由于星载传感器获取数据的时间间隔较长,对监视区域中的每个目标进行稳定有效的跟踪是非常困难的。为此,该文将阵群目标作为研究对象,充分利用阵群目标相对稳定的编成、队形特征,提出了一种基于D-S证据理论的阵群目标数据关联算法。首先,建立阵群目标的编成特征和队形特征的描述模型,并据此提取阵群目标的编成及队形特征；其次,通过D-S证据理论,分别利用编成和队形特征建立阵群目标的关联匹配模型,计算相应的基本概率分配函数；最后,对基于编成和队形特征关联的基本概率分配函数进行证据合成,建立综合的基本概率分配函数,并采用二维分配方法实施关联判决,得出关联结果。仿真实验证实了该算法的有效性。
  • 摘要：随着星载合成孔径雷达各种性能的不断提高,以常规参数测量作为特征的信号识别技术很难满足电子侦察的需求,基于雷达信号的脉内细微特征分析技术已经成为当前电子侦察的重要发展方向。为了提高在低信噪比条件下对雷达脉冲信号的检测概率和参数估计能力,本文使用了直接采样信号的Gabor变换进行信号检测和特征分析。Gabor变换是按照信号的先验知识选择合适的基函数,获得只有少数几个系数的Gabor展开,从而能够对信号作比较精确的表示。通过使用Gabor系数做检测统计量做噪声背景下的信号检测,可以得到雷达时域的常规参数。信号检测后得到的信号Gabor变换可以对信号的脉内细微特征进行分析。通过对脉内细微特征的分析可以获得敌方合成孔径雷达的技术参数,从而对它的用途和工作模式进行有效的推测。为了验证算法的有效性,本文进行了实测数据的分析实验。通过实验,本文使用的分析方法可以有效地用于雷达侦察信号检测和脉内细微特征分析,可以为后续处理提供有力的技术信息支撑。
  • 摘要：本文将不适定的思想引入无线物理层安全领域,提出不适定安全理论框架。首先,把不适定问题解的不唯一性或者不稳定性转化为信息冗余,然后结合扰动理论,使原问题转化为两类冗余信息随机化问题,形成了保障无线物理层安全的第一、二类不适定理论框架；然后,在存在信道估计误差的情况下,利用安全容量概念对理论框架的安全性能进行度量；最后,应用不适定安全理论框架研究了几个典型实例,结果表明:现有基于信号处理的物理层安全传输方法均为该理论框架的特例。
  • 摘要：目标微动特征提供了对目标细节的精细刻画,为雷达目标的探测和识别提供了新的途径。在分析机动点目标、振动点目标、复合运动点目标等几种典型微动目标的微多普勒变化规律的基础上,从高阶时频分析的角度出发,提出了一种基于改进L-Wigner分布的微动目标微多普勒特征的分析算法,详细分析了提高时频聚集性和消除交叉项的措施及其高效递推实现方法,并对算法的复杂度进行了分析,最后以机动点目标、振动点目标、复合运动点目标以及多个点目标构成的群目标为例对提出的算法进行了仿真分析。仿真结果表明,相对于Cohen类双线性时频分布,该算法对于复杂非线性调制目标回波信号提供了更好的时频聚集性,并能够较好地消除交叉干扰项的影响,且具有较小的算法运算量。
  • 摘要：精确地估计微动参数有利于对微动目标进行分类识别。本文根据目标微动在全相参脉冲多普勒雷达体制下的回波特点,提出了一种基于游标测距(Range Vernier)的微动参数估计方法。首先建立微动目标雷达回波模型,主要是进动目标回波模型。以某一回波脉冲为参考,采用游标测距技术测量后续回波脉冲接收时刻目标的距离,该距离与时间的关系反映了目标的运动规律,最后通过正弦基分解(Sin FM Basis Decomposition)的方法从测量结果中估计出微动参数,包括振幅、角频率和初始相位。参数估计过程中峰值搜索的范围由经验知识和雷达测量信息确定。算法性能分析推导了雷达测速误差、测相位误差以及脉冲重复频率(PRF)和载频之间的约束关系,以保证游标测距正常进行。仿真结果验证了在现有雷达体制和测量精度条件下,游标测距可以正常应用,并且微动参数估计的精度非常高。
  • 摘要：针对小波域SAR图像分割结果粗糙及运算速度低的不足,本文提出一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和混沌粒子群优化(CPSO)的最大Tsallis熵的SAR图像快速分割方法。首先,利用NSCT提取SAR图像的概貌和细节信息,并建立相应的概貌-细节灰度级矩阵模型；然后,利用Tent映射CPSO算法搜索最优阈值,并提出递推算法大大减少迭代过程中适应度函数的重复计算。实验结果表明,与小波域SAR图像快速分割方法相比,该方法采用了具有多方向性和移不变性的NSCT分解图像,信息提取更为有效,分割结果更佳；同时由于引入混沌序列并以递推方式计算粒子适应度,粒子群搜索的收敛精度更高,运算时间更少。
  • 摘要：基于信息冗余的错误检测与纠正(Error Detection and Correction,EDAC)技术是常见的系统级抗单粒子翻转(Single Event Upsets,SEU)的容错方法,软件实现的EDAC技术是硬件EDAC技术的替代方案,通过软件编程,在现有存储段上增加具有纠错功能的编码(Error-correcting Codes,ECC)来实现存储区错误的检测和纠正。分析了软件EDAC方案中,纠错编码的纠错能力及编码效率、刷新间隔、需保护代码量等因素对可靠性的影响,分析和仿真实验结果表明,对于单个粒子引起的存储器随机错误,提高单个码字的纠错能力及编码效率、增大刷新间隔对可靠性的影响不大,而通过缩短任务执行的代码量来提高刷新间隔,以及压缩需保护代码的总量,对可靠性有较大改进。分析结论能够指导工程实践中,在实现资源、实时性、可靠性之间进行优化选择。
  • 摘要：量子神经网络是一种借鉴量子理论中的态叠加思想而设计的单隐层前馈神经网络,其主要用于数据分类。由于采用多层激励函数神经元,并且在量子间隔训练中采用了新的目标函数,即同类输入数据的隐层节点输出方差最小,从而使量子神经网络具备了发掘不同类别数据间模糊性的能力。但由于训练时对量子神经网络权值和量子间隔使用了不同的目标函数,使迭代过程中两者不可避免的会出现相互冲突,从而导致训练迭代次数的增加和网络性能的下降。本文借鉴约束优化理论,在两个目标函数的梯度下降求解中引入了惩罚函数,提出了一种新的量子神经网络训练算法,消除了两个目标函数间的冲突。实验结果表明,本文提出的训练算法可以显著提升训练的速度和网络的性能。
  • 摘要：为解决传统算法对噪声适应性较差,残留音乐噪声较强的问题,本文提出了一种基于自适应噪声估计的宽带语音增强算法。该算法可应用于宽带语音编码器,以提升在噪声环境下的编码质量。本文所提算法利用谱熵对噪声类型进行有效地判别,将背景噪声分为白噪声和有色噪声两类,并根据噪声特性选择适当的噪声估计方法。在白噪声背景下,选择一种谱平滑的方法；在有色噪声背景下,则选择经典的最小值控制递归平均算法。在此基础上结合经典的统计模型方法,构建一种具有较强噪声鲁棒性的宽带语音增强算法。在ITU-T G.160标准下对算法进行性能测试,测试结果表明,在不同强度的背景噪声环境下,增强语音的信噪比提高都较为明显。同时,在低信噪比情况下,该算法有效地抑制了严重影响听觉质量的音乐噪声现象。
  • 摘要：为了更好的解决目标数未知或随时间变化的多目标跟踪问题,针对高斯混合概率假设密度滤波器(GMPHD)的局限性,提出了非线性条件下的航向角辅助的GMPHD滤波算法。本文给出采用测量数据计算航向角的方法,将航向角与观测向量组成复合观测向量,在跟踪过程中提高了对目标位置的估计精度；利用测量数据生成新目标密度,提高了目标数的估计精度；同时,本文在非线性高斯条件下,将求容积卡尔曼滤波(CKF)引入计算目标状态的预测和更新分布,取得了很好的效果；最后利用模糊方法确定了各个目标的运动轨迹。实验结果表明,本文提出的算法不但能给出目标的运动轨迹而且在目标的位置、速度和目标数的估计精度上都有明显的提高。
  • 摘要：同类样本被认为是分布在同一个高维观测空间的低维流形上,针对多观测样本分类如何利用这一流形结构的问题,提出基于L1-Graph表示的标记传播多观测样本分类算法。首先基于稀疏表示的思路构造L1-Graph,进而得到样本之间的相似度矩阵,然后在半监督分类标记传播算法的基础上,限制所有的观测样本都属于同一个类别的条件下,得到一个具有特殊结构的类标矩阵,最后把寻找最优类标矩阵的计算转化为离散目标函数优化问题,进而计算出测试样本所属类别。在USPS手写体数据库、ETH-80物体识别数据库以及Cropped Yale人脸识别数据库上进行了一系列实验,实验结果表明了本文提出方法的可行性和有效性。
  • 摘要：为了进一步提高边缘检测算法的抗噪性和定位精度,提出了一种基于自适应滤波的单像素宽形态学边缘检测算法。首先,分别对图像进行中值滤波和加权均值滤波,并通过自适应调整中值滤波结果和加权均值滤波结果所占的权重抑制脉冲噪声和高斯噪声。然后根据不同取向的结构元素可以有效地检测出不同走向的边缘细节这一特性,定义了一种具有方向估计的形态学梯度,并利用其检测图像的边缘,最后沿梯度方向进行非极大值抑制以获取单像素宽边缘。实验结果表明,本文算法不仅能够准确地检测图像边缘,而且具有较好的抗噪性能,处理速度也较快。
  • 摘要：提出了一种保证Ad hoc网络中实时多媒体业务服务质量(QoS)的高效接纳控制方案。该机制采用跨层设计思想,以网络中每个节点MAC层感知的信息为基本依据,在新业务申请进入网络时在路由层发起接纳判决过程,在保证已有业务QoS不受损害的同时,新业务的QoS要求能够得到满足时才允许接入。该接纳过程具有以下特点:首先,它由目的节点发起反向逐跳进行,相对于以往由源节点发起的接纳控制过程可以节省一半的控制负载；其次,在每跳节点进行接纳判决的同时,对带宽进行暂时预留以防止过度接纳和过度预留情况的发生。分析和仿真证明了该机制能很好的保证实时业务的吞吐量,端到端延迟和延迟抖动等QoS参数,并且跟现有机制相比具有控制负载小,带宽利用率高的特点。
  • 摘要：本文通过构造基于观测信号的统计量,采用三步迭代(TSI)算法来估计乘性和加性有色噪声中一维谐波信号频率参数,得到了最终估计量的渐近分布,证明了估计的一致性。TSI算法通过引入周期图估计作为初估计,从谐波模型内在特性出发构造统计量,采用迭代方式逐步提高初估计精度,仅需三次迭代就能达到加性噪声情形下最小二乘估计(LSE)的关于样本的收敛速度。由于只需要三次迭代就可以达到收敛,所以算法的计算量比较少。另外相比较传统的迭代算法而言,TSI算法能保证每次迭代后都能够提高估计的精度,从而克服了传统的迭代算法收敛不够稳定不足。仿真实验证实了估计的一致性以及估计的渐近分布,而且在较大噪声情形下该迭代算法依然可行。最后,由于TSI算法具备小的计算量以及高的估计精度,因而十分适合作为一维谐波参数估计的在线算法。
  • 摘要：视频内容分析要求比较精确的目标检测方法。常用的背景减方法在检测运动前景时也会检测到运动目标投射的阴影,将阴影区域误认为目标区可能造成运动目标粘连或者目标区域几何变形,影响后续内容分析结果,因此去除阴影对于提高后续内容分析的准确性提供了保障。本文提出一种基于颜色统计特性的阴影去除方法。首先利用背景减的方法得到包含阴影的候选目标区域。进一步,分析候选目标区域和背景在YCbCr颜色空间的差值统计特性,发现阴影区域有很强的规律性:色度分量与背景区域一致性很高,亮度分量有固定的差。根据上述规律,设计算法去除阴影区域。与现有方法的对比实验结果表明,本文方法能够很好的去除阴影区域,同时又保持了前景目标区域的完整性。
  • 摘要：提出了一种基于FPGA的连通域标记电路设计方案。该方案不仅满足了实时、高精度等要求,还特别增加了虚警剔除的功能。该硬件设计方案采用单次逐像素扫描法,该法通过对图像进行一次逐像素扫描,将标记与参数并行处理,最后根据统计出来的连通域及参数信息实现虚警剔除。相比较其它的硬件实现方案,该设计方案具有显著优势,通过优化标记与参数处理,该方案更适合硬件的并行处理特性；去除了第二次逐像素扫描,使得处理时间变短,资源占用率变小。仿真结果表明:若图像大小为M×N,临时标记区域上限为L,则标记完一幅图像总时钟周期为(M×N×2+L×4)。该方案已在单片Virtex-Ⅱ系列FPGA中实现,并作为关键电路应用于舰船图像检测系统中。
  • 摘要：基音标注在语音合成等方面起着重要作用。目前使用比较广泛的动态规划基音标注算法,约束准则大都比较简单,采用的动态规划算法往往偏重于局部最优,而非全局最优。基于此,提出了一种基于束搜索法的基音标注新方法。除周期与幅度外,引入了图形与位置作为约束准则,更严格地筛选基音标注候选点,并采用束搜索的方式,从全局最优出发,兼顾局部最优,进行基音标注。此外,为了提高基音估计准确度,获得更精准的基音标注,还提出了一种基于束搜索法的基音轨迹提取方法,从多种不同的基音检测算法结果中提取基音轨迹。仿真结果表明,与传统的动态规划基音标注算法相比,基于束搜索法的基音标注新方法具有更高的准确率。仿真中,新方法的平均准确率为98.57％,而传统方法的平均准确率为94.70％。
  • 摘要：针对卫星导航接收机时域窄带干扰的有效抑制问题,本文首先给出二阶格型IIR陷波器参数设计方法,通过陷波带宽的定量调整,既可以有效抑制窄带干扰,又可以降低卫星信号的失真；其次推导了二阶IIR格型陷波器相关输出信干噪比改善因子的闭合表达式,该表达式相比干扰抑制后信干噪比的改善,更为直观地反映了陷波器对卫星导航信号的影响。理论分析和仿真实验,二阶格型IIR陷波器相关输出信干噪比改善因子与陷波器的带宽参数有关,而与陷波频率无关,且二阶格型IIR陷波器的性能优于最优Wiener滤波器、五系数FIR滤波器以及二阶直接型IIR陷波器。
  • 摘要：战场情况的愈趋复杂,增加了识别过程的不确定因素,降低了识别结果的稳定性。基于多传感器信息融合的综合识别方法在一定程度上降低了识别过程中的不确定性,但由于传感器自身性能的限制,获取的目标信息具有一定的偏差,进而无法获取精确的识别结果。本文在属性测度理论以及对综合识别系统中误差来源分析的基础上,建立了综合识别过程中的误差传递模型,从定量的角度刻画了传感器误差对识别结果影响的大小。实例分析展示了目标识别方法在综合识别中的应用以及综合识别中误差从特征层到决策层的传递过程,结果证明了该误差传递模型的有效性。本文的研究对综合识别中的传感器误差控制和传感器选择,乃至对整个综合识别系统的优化都具有重要的指导意义。
  • 摘要：针对语音增强技术中先验信噪比参数的估计问题,本文通过结合两步噪声消除技术以及语音与噪声分量的高斯统计模型,在频率域中提出了一种新的先验信噪比估计算法。该算法基于直接判决方法的输出结果,利用最小均方误差估计理论直接计算当前帧纯净语音分量的谱能量,以获取带噪语音的先验信噪比估计。算法在保留两步噪声消除算法优点的基础上,无需语音增强系统中增益因子的任何先验条件,且在有效消除背景噪声的同时能够最大程度地抑制输出语音中音乐噪声的生成。多种噪声背景下的仿真结果表明:相对于经典的直接判决方法和新近的两步噪声消除算法,基于本文先验信噪比估计方案的语音增强系统在主观与客观评价标准下都具有更加优良的语音增强效果。
  • 摘要：传统多用户检测方法通常假定接收方已知活跃用户数,其一般为这个系统所能容纳的最大用户个数。在此前提下,传统多用户检测方法能够获得较好的性能。然而在实际多址移动通信系统中活跃用户个数及其参数往往都是时变的,因此传统多用户检测方法性能恶化。针对这个问题,本文首先采用随机集理论(Random Set Theory,RST)建立多用户动态模型,基于此模型将信道分解为离散部分和连续部分,并通过分析两者的关系得到它们的状态转移概率；然后提出了采用Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF)算法的时变多用户检测器,实现了活跃用户数目变化和信道幅度变化的跟踪及用户发送数据估计；最后给出了算法在抗噪声能力、抗远近效应和系统容量等方面的仿真结果。仿真结果表明本文算法性能明显优于传统多用户检测方法。
  • 摘要：针对预警系统中广域部署在偏远地区的传感器利用现有话音通信线路传输感知信息时,信道具有时变的特征,提出了一种基于信道感知与监测的传输参数自适应调整方法。该方法解决了连接线路在低信噪比下频繁掉线导致的传感器网络采集数据缺失与延时的问题。首先,在数据包传输期间,引入盲信噪比估计方法对信道质量进行感知,通过加权滑窗平均估计结果得到信道质量周期监测的观测值。然后根据卡尔曼滤波原理建立离散化的传输参数自适应调整模型,在保持链路连通状态下,根据信道质量优劣变化自适应地调整传输速率与功率。最后,实验表明,对于野外布设传感器网络的时变信道,该方法能有效保证信息传输的实时性与可靠性。
  • 摘要：现代电子侦察需要对一段时间内的频谱态势有整体把握,数字荧光技术( DPX)是近年来应用于实时频谱分析中的一项创新性技术。该技术将一定时间段内的频谱态势通过图像直观的显示出来,可以大大提高对信号的捕获和观察能力。本文设计了一个DPX应用系统,输入信号经过采样和FFT运算后变换到频域,在大约100ms时间内进行65,535次FFT运算,生成的频谱经过积累后生成DPX图像,生成的三维图像其x、y、z轴分别对应频率、幅度和命中次数。为将DPX图像彩色显示出来需要进行伪彩色编码,传统伪彩色编码只对应256色灰度图像,为充分利用DPX信息,本文提出了一种基于RGB三原色的新的伪彩色编码方法——二进制数取位法(take bit from binary number,TBFBN),该方法能够对0-65535区间的每一个值进行编码,克服传统伪彩色编码方法仅利用256级数值进行编码的不足。实际应用表明,应用DPX技术可以实现频谱态势的直观显示,同时采用本文的伪彩色编码方法能够增强DPX图像显示效果,提高对信号的观察和分辨能力。
  • 摘要：在ISAR成像中,目标经过运动补偿等处理后均可看作转台目标,因此分析转台目标成像的原理和性能具有重要的意义。本文首先根据运动相对性原理,建立了转台目标回波信号模型。接着在计算机层析成像技术框架下详细推导了基于投影-切片定理的转台成像公式以及三种实现算法:二重积分法、极坐标格式算法和卷积逆投影算法,指出远场近似是投影-切片定理得以运用于转台成像的关键。最后通过MATLAB仿真实现了转台目标散射中心位置的二维重构,并从适用性和成像效果两方面,对三种实现算法进行了分析比较,所得结果可为实际应用中不同成像要求下成像算法的选择提供一定的理论依据。
  • 摘要：为了提高多传感器系统的综合性能,对时空配准的理论和方法进行探索具有重大的现实意义。近程跟踪定位系统中,由于目标距离近且速度快,导致可用于配准的数据量很小,航迹短,在配准算法尚未收敛时观测数据已结束,从而为多传感器的时空配准带来困难。本文针对近程跟踪定位系统中的这些特征,将航迹迭代的思想结合近程系统航迹较短的特点,提出一种基于航迹迭代的无迹卡尔曼滤波(TI-UKF)的空间配准方法,对以雷达和红外传感器为探测手段获取的目标数据实现空间配准。实验采用曲线运动模型,模拟4条航迹,对雷达和红外传感器的空间配准进行实验,验证本文所提算法的有效性和系统偏差的收敛速度。实验结果表明,所提算法是有效的,且具有较强的应用价值。
  • 摘要：针对传统基于梯度方向直方图特征检测算法对解决目标模型单一、发生形变、存在遮挡及目标受干扰下定位困难的问题,提出一种基于HOG特征混合模型结合隐SVM的感兴趣目标检测算法。首先利用用训练图像的HOG特征金字塔表示得到包含感兴趣目标根模型、部件模型和对应可变形部件特征表示,该模型不仅描述目标的整体轮廓,而且能够捕捉到更为精细的目标部件轮廓,在一定程度上提高了检测算法在目标姿态复杂情况下的鲁棒性。然后利用HOG特征混合特征训练部件检测分类器LSVM( Latent Support Vector Machine)。最后通过动态规划和距离转换算法在测试图上扫描出与可变形部件模型相匹配的区域,实现感兴趣目标的检测定位。经过多组实验结果表明,所提出的算法能较好地解决目标在发生较大形变和存在遮挡等复杂姿态下的定位问题。
  • 摘要：方差是系统容量的一个重要参数,可以用来估计通信系统的中断容量。该文研究了正交频分复用(OFDM)系统在莱斯衰落信道下的容量方差。首先建立了多径莱斯信道的模型并且定义了多径莱斯信道的莱斯因子,基于此信道模型推出了一个OFDM系统容量方差新的数学表达式,此表达式以OFDM系统的子载波数、信噪比、信道的多径时延等为参数。基于此表达式,分别采用计算机仿真和数值计算方法研究了信噪比、多径数目、莱斯因子对OFDM系统容量方差的影响。结果表明:计算机仿真和数值计算基本吻合,验证了所推导数学表达式的正确性；系统容量方差与信噪比成正比,与莱斯因子和信道的多径数目成反比。另外,该文以积分的形式给出了任意两个相关莱斯随机变量的联合概率密度函数。
  • 摘要：有限冲激响应数字滤波器(FIR)的优化设计理论,一般是使设计的FIR滤波器频率响应与期望滤波器频率响应之间的误差最小并通过优化技术进行求解。但是已有的这些方法大都关注于通带和阻带内的幅频特性,而对于非线性群延时约束考虑较少,因此对于群延时要求较高的应用场合,这些方法是不适用的。该文提出了一种群延时约束的等纹波有限冲激响应数字滤波器设计新方法,该方法主要思想是采用泰勒级数近似将带有非线性群延时约束条件的原等纹波滤波器优化设计问题在好的初始迭代点附近转化为序列二阶锥规划子问题进行求解,较好的解决了对群延时要求较高的问题。仿真结果表明,该方法可以有效的减小滤波器群延时误差,最小化通带和阻带纹波,提高了滤波器的优化设计性能。
  • 摘要：复杂电磁环境下,信号侦察系统需要宽带的信号采集和处理能力、高截获概率和快速准确的分析能力。数字化雷达侦察宽带接收机中采用实时频谱分析技术可以提高设备对信号的捕获能力和观察能力,是一种非常有应用前景的新技术。本文首先研究了实时频谱分析技术的基本原理及其两个关键技术——频率模板匹配技术和数字荧光技术,然后提出了经过频率模板匹配处理后基于数字荧光技术生成的频谱积累图进行信号检测的处理方法,并定性分析了在接收频段上存在单信号、双信号及多信号等不同情况下该方法的处理性能。对双信号和多信号情况,根据信号位置按照分离、交叉和包含三种情况进行了分析。最后给出了相应的仿真验证,假定频段上存在三个宽带信号,其中一个信号在频率模板的模板区,另外两个信号不在,对3种能分离的情况在5dB、10dB、15dB、20dB的不同信噪比下各作了100次试验,并对试验结果进行了分析。仿真结果表明,采用文中提出的处理方法,能够有效的分析处理在同一时间段内存在的多个不同信号,从而提高了雷达侦察接收机的性能。
  • 摘要：对于稳定飞行的空间目标,俯仰向上的多圈次回波数据是稀疏分布的,从有限的观测数据中反演目标的三维反射率函数是不适定问题,观测噪声也会影响反演的结果,因此传统的FFT算法不再适用,必须引入适当的先验信息才能生成目标的三维图像。文章针对空间目标轨道的运动特性,首先推导了回波俯仰向表达式,然后结合目标散射中心稀疏分布特性和压缩感知原理,提出了一种基于多圈次稀疏观测的空间目标三维成像算法。该方法利用噪声单元估计噪声门限,当观测模型满足约束等距性质时,利用加权迭代的压缩感知算法进行成像处理,生成目标的三维图像。最后结合实测轨道模型,仿真验证了在低信噪比下,基于噪声估计的压缩感知算法能实现对目标三维像的精确重构。
  • 摘要：盲源分离是指在没有源信号任何先验知识的情况下,只根据多个接收机的观测信号实现对源信号的恢复。本文基于四阶循环累积量提出了一种简单易行的循环平稳信号的盲源分离方法。针对两个信号混合的情况,该方法首先对观测矩阵进行循环白化,使得观测矩阵的循环自相关阵为单位阵,这样分离矩阵变为酉阵,可用单个参数来表示。之后运用循环统计量的性质找到一个评判函数,求得该参数的最佳值从而确定分离矩阵。本文对BPSK信号和AM信号混合的情况分别进行了仿真实验,通过信号分离的直观图、参数选择以及串音误差的分析表明该方法的有效性,并将其与自然梯度算法,循环自然梯度算法做了比较,表明本算法的优势,尤其是在AM信号的分离中更是如此。文章最后讨论了算法的运行时间。
  • 摘要：在雷达试验评估过程中,被试雷达存在着多种技术状态,分析研究各类技术状态在特定条件的适应性是雷达试验评估过程中的一项重要工作。针对通常采用单因素调整法分析适应性存在的诸如因素与性能之间关系难以显示描述、精度不高、对技术状态动态变化难以表示等不足,引入“相对效率”的思想,给出了一种基于数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)的Malmquist指数法的因素作用测算方法,研究了雷达试验评估过程中动态变化的技术状态对特定条件的适应性。首先,阐述了DEA的Malmquist指数方法的基本理论；然后,根据雷达试验评估的实际背景和特点详细,结合基于DEA的Malmquist指数方法流程,给出了雷达试验评估中因素测算方法的决策单元(Decision Making Units,DMU)选取、输入-输出指标确定、DEA模型选择、距离函数模型选择的原则,讨论了方法的计算步骤和技术细节；最后,通过实例分析验证了方法的合理性和正确性,给出的结论对实际工作有一定的指导意义。
  • 摘要：在自动指纹识别系统中,对时间复杂度高的指纹图像预处理算法进行研究,为了有效地去除指纹图像中的噪声,提高识别速度以应用于实时系统,提出了一种基于8方向脊向滤波器的指纹预处理方案。该方案在求取点方向图时以方向逼近法为基础,引入均值滤波的思想以降低图像中噪声的影响,获取一致性更好、性能更稳定的点方向图；然后根据脊向滤波器的设计原理,优化设计了一组对应于指纹图像方向信息的8方向脊向滤波器模板；最后运用查表法,对于指纹图像中的每个像素点选取与其方向信息相应的滤波器模板进行图像增强。在FVC2004公布的指纹图像数据库DB1_B上,按照FVC2004测试标准所做的试验结果表明,本文所提方案简单快速有效,能够应用于实时的自动指纹识别系统。
  • 摘要：由于AES S盒代数式只有9项过于简单且仿射变换对周期和迭代输出周期过短的原因,提出了一种新的构造S盒的解决方法。该方法通过在有限域上利用拉格朗日插值公式完全展开的系数求解方法得出了S盒和逆S盒的代数式系数表。与AES S盒构造原理导出的代数式相比,该方法具有直观且简单通用的特性。MATLAB仿真结果显示,新S盒的构造时间最短。其仿射变换周期和迭代输出周期分别高达16和256。S盒和逆S盒的严格雪崩准则距离分别降为376和304。S盒的代数式项数提高到253项。表明新S盒具有更复杂的代数结构、较好的差分特性以及非线性,同时根据仿射变换次数和S盒的构造时间进一步说明新S盒的设计既简洁又高效。
  • 摘要：无线传感器网络的传输体制很大程度上决定了整个无线传感器网络的数据传输可靠性和电池供电条件下的能效性能。另一方面,频移键控(FSK)和开关频移键控(OOFSK)是无线传感器网络中重要的传输方式；因此,本文提出了一种无线传感器网络节点在电池供电条件下,分析比较FSK和OOFSK误码率性能和电池能效的方法,并推导了FSK和OOFSK这两种传输体制下误码率和电池能效的综合性能对比关系。从数值分析结果可知OOFSK调制在一定的信噪比条件下,其误码率性能优于FSK调制,且综合能效性能改善随着OOFSK调制的占空比v的减小而有显著的提高。此外,OOFSK调制占空比v对综合能效性能的影响明显超过信噪比的影响。
  • 摘要：提出了一种基于非参量CUSUM的超宽带信号快速检测算法,该算法针对认知超宽带频谱感知中超宽带信号检测问题,根据超宽带信号占空比低的特点,选择短时能量作为非参量CUSUM算法的观测统计量,将块检测思想和序列检测思想进行有机结合,克服了块检测算法的信噪比门限效应,并采用加滑动预处理窗的方式降低噪声对观测统计量的影响。本文通过自适应改变非参量CUSUM算法中Reference Value取值的方法,提出改进算法以进一步缩短检测延迟。仿真证明,占空比为1/10、信噪比为-25dB时,所提算法可在用户发送50个脉冲的时间内以90％的概率检测出主用户信号的存在,而能量检测算法在8dB时才能达到相同检测概率,且所提算法检测延迟小于能量检测算法。改进算法在-10dB≤SNR≤5dB时,改进算法检测延迟小于本文所提算法,但5dB＜SNR时,检测延迟基本相同。
  • 摘要：太赫兹(Terahertz,简称THz)波段位于微波和红外线之间,属于远红外线和亚毫米波范畴。太赫兹时域光谱(Terahertz time domain spectroscopy,简称THz-TDS)信号脉冲具有宽频带特性,其中蕴含了丰富的信息,但同时也给THz-TDS信号的分析和处理带来了困难。太赫兹时域光谱信号的处理和分析还处于起步阶段。基于几何代数理论,本文首先将在频率域上的THz-TDS信号表达为高维实矢量空间中的矢量,并对这些矢量使用几何代数中的超复数来进行描述。针对THz-TDS信号的特点,本文引入矢量外积定义了THz信号矢量的相似性函数,以此来度量THz信号的差异。同时本文还使用几何代数语言定义了矢量间的欧几里德距离,并且分别推导欧氏距离和相似性函数的具体计算方法。最后,本文具体地将这两种度量应用于THz-TDS信号的分类和辨识中,并和传统的欧氏距离进行了对比实验。本文给出的实验验证了这两种度量的可行性和有效性,并且表明本文提出的相似性函数相比于欧氏距离具有更好的抗干扰能力；特别的,在待辨识的物质种类较多和信号集波形出现混杂的情况下,本文提出的信号矢量间相似性函数能更好地度量THz信号之间的差异。
  • 摘要：广播认证技术能抵御污染攻击,保障传感器编码网络广播通信安全。但由于网络资源受限,广播认证技术所引入的计算量使得网络又易遭受拒绝服务攻击。为了有效抵御污染攻击与拒绝服务攻击,并兼顾网络安全性与时间延迟,本文以节点遭受污染攻击概率为决策因子,采用博弈论的思想研究广播认证协议。首先考察安全传感器编码网络中中间节点的策略行为,归纳与总结典型的广播认证协议模式；针对广播认证协议模式选择中存在的两次博弈过程,研究先转发策略、先认证策略与先聚合策略,对各策略的博弈成本/收益进行量化；构造广播认证协议二阶段博弈模型,博弈的纳什均衡即为节点应选择的广播认证协议模式。实例分析验证了各策略成本/收益量化及博弈模型的有效性。
  • 摘要：在多载波码分多址(MC-CDMA)系统中,码元级频域均衡器(FDE)的性能优于码片级FDE,但其代价是非常高的复杂度。我们的研究表明,扩频序列具有两个基本作用:区分数据流提供复用增益和扩展频谱提供分集增益。由于扩频序列的这两个作用常常耦合在一起,导致了码元级FDE的高复杂度。本文通过将扩频序列解耦为一个码矩阵和一个扩频矩阵,并对扩频矩阵进行优化,得到低复杂度单抽头码元级FDE和提供最大分集增益的扩频矩阵。理论分析与仿真表明,当采用最优扩频矩阵时,所提出的码元级FDE能够以相同的复杂度获得比码片级FDE更高的性能,并且当扩频因子超过可分辨多径个数时还能达到匹配滤波界。
  • 摘要：针对机载气象雷达气象模式地杂波抑制问题,提出利用回波幅度信息的基于数字高程模型( DEM,Digital Eleration Model)的时域地杂波剔除方法。首先利用回波幅度信息对存在雷达回波信号的数据区域进行分割,然后对区域的边界距离单元利用基于DEM的可视性算法分析其触地情况。根据分析结果可知,存在回波信号的区域可分成仅含气象的区域、仅含杂波的区域以及二者相连的区域,其中相连区域还需进行逐距离单元判断确定分界距离单元。将杂波存在的距离单元予以剔除,即可去除地杂波。经实测数据验证,该方法能够根据雷达参数和DEM数据准确地判断杂波所在的距离单元,有效地剔除地杂波。提出的方法仅处理存在回波信号的区域,且不需要对所有的距离单元进行分析,可以大大减小运算量。
  • 摘要：研究下行多点协作传输系统中的协作用户选择问题。首先分析下行多基站协作系统中空域满复用服务多用户的必要性,而后研究满复用传输时的协作用户选择方法,被选为一组的用户在相同的时频资源上由多个基站以协作空分多址的方式服务。分析表明,每个被服务用户的平均接收信干噪比与相邻协作小区内被服务用户的大尺度信干比成递增关系。在此基础上,提出一种基于大尺度信干比的协作用户选择方法。仿真结果表明,与现有基于大尺度信道信息的用户选择方法相比,所提出的方法以较小的小区平均数据率损失为代价,大幅度提升了小区边缘用户数据率。
  • 摘要：空间目标往往具有很高的速度,甚至还具有一定的加速度,回波信号经过去斜率处理后仍然是一个多分量的多项式相位信号,高阶相位使得目标的一维距离像产生畸变,脉冲压缩前必须进行运动补偿,否则无法得到正确的一维距离像。本文以平均距离像最小熵准则为基础,提出了一种基于测距元参数化模型的空间目标一维距离像畸变补偿技术。根据空间目标的运动特性,建立了目标测距元的参数化模型。结合雷达的宽窄带测元信息,以平均一维距离像的熵作为目标函数,建立了测距元模型参数估计的优化模型和算法,并利用该参数对一维距离像进行运动补偿。仿真结果验证了本文算法的有效性。
  • 摘要：机场道面的脱空状况对机场场道的质量检测、定期维护具有十分重要的意义。探地雷达在机场道面脱空检测中有着非常好的效果,本文研究了基于探地雷达的机场场道道面脱空层检测及其厚度估计问题。首先,将时频分析方法——S变换引入到机场道面脱空薄层的检测中,利用脱空薄层反射回波所对应的S变换波形的底部失真特性检测脱空薄层,这是基于S变换检测机场场道脱空薄层的首次尝试。同时利用改进的电磁波在道面下多层介质中的传输模型及系统辩识方法,成功提取了与脱空薄层上下界面所对应的时域脉冲对,基于谱反演优化算法实现脱空薄层的厚度估计。仿真结果证明了本文方法的有效性,且脱空薄层厚度估计误差控制在5％以内。
  • 摘要：SPOT遥感图像多光谱波段信息丰富,在土地覆盖、环境变化等诸多领域中得到广泛应用。图像融合近几年来成为学术界研究的热点,可以有效去除多光谱图像中的冗余,保留有用信息。对不同时段多光谱图像的融合进行地物变化检测,在灾害监测工作中具有重要的应用价值。文章针对多波段SPOT图像,利用基于非负矩阵分解的分时融合方法,对不同时段SPOT多波段图像进行融合,通过构造差值影像对变化区域进行检测。利用本文方法得到的图像可以清晰地表示出目标的变化区域,且正确率较高。结果表明,首先利用非负矩阵分解对不同时段图像进行融合,可以分别得到更为准确的融合图像,从而提高变化检测结果的精度。实验结果与传统方法进行了分析对比,证明了该方法的有效性。
  • 摘要：针对低能见度下红外图像背景复杂、目标对比度低的特点,提出了一种新的基于感兴趣区提取和区域生长的红外机场区域识别方法。首先,采用自适应Wiener滤波对图像进行预处理,以削弱图像的背景杂波并增强机场区域的信噪比；然后,利用机场区域和背景的灰度分布特性的差异,在图像预处理的基础上采用自适应双阈值分割和自适应局部极差阚值分割相融合的方法实现机场区域的初步分割；其次,利用机场区域的形状约束和长宽比特征,采用形态学处理和连通域标记实现感兴趣区域的提取；最后利用有限约束的区域生长实现机场区域的识别。该方法结合了感兴趣区域提取和区域生长的优势,能够以较少的计算代价实现机场区域较完整的识别。实验表明,该方法能够有效检测识别机场区域。
  • 摘要：在分析多通道结构、遮掩效应、敏感度带通特性等人类基本视觉系统特性(Htvs)的基础上,提出了一种新的图像质量评价指标的构造方法。指标构造先借助多尺度几何分析(MGA)中的Contourlet变换对图像进行子带分解以此模拟视觉多通道结构特性,然后在各子带中使用一种视觉遮掩效应模型获取失真图像和参考图像之间的视觉误差,最后通过对比度敏感函数(CSF)取得不同子带的视觉误差加权系数,从而得到图像质量评价值。本文在具有5种类型降质图像的LIVE图库进行性能比较实验,结果表明本文所设计指标比峰值信噪比PSNR、结构相似度SSIM算法具有更好的稳定性和主客观评价一致性；同时试验表明通过对比度敏感函数(CSF)获取的加权对本图像质量评价指标改进较小。
  • 摘要：合成孔径雷达容易受到射频干扰的影响,严重影响成像质量。本文针对合成孔径雷达面临的射频干扰问题,分析了射频干扰(RFI)的信号特性和信号模型,根据RFI信号功率高、频带窄的特点,提出了基于特征分解的干扰抑制方法。其基本思想是:通过对观测数据矩阵进行特征分解,根据特征值分布构造干扰子空间和信号子空间,利用二者的正交性抑制干扰信号。本文首先介绍了特征分解方法的基本原理,在此基础上,基于MDL准则判断主特征值的个数,提出了基于特征值分布的RFI检测方法,并进一步,利用特征向量构造相应的干扰子空间和信号子空间,给出了基于特征分解的RFI抑制方法。基于SAR实测数据的仿真实验表明该方法可以有效的抑制RFI,且尽可能的保留目标回波。
  • 摘要：基于留一准则的正交前向选择算法(Orthogonal Forward Selection based onkave-One-Out Criteria,OFS-LOO)是最近提出的一种数据建模方法,它能够产生鲁棒性好的参数可调的核函数回归模型。OFS-LOO采用贪婪算法策略,利用全局优化算法逐项调节每个回归项的参数,逐步地增加模型的项数,减少留一准则函数值。但是OFS-LOO仅保留当前最优解作为新回归项的参数,而忽略当前的选择对以后步骤的影响,破坏了模型的稀疏性。本文在OFS-LOO的框架下提出了一种新颖的树型算法。在选择核函数模型的每一项时,采用重复加权增进搜索(Repeated Weighted Boosting Search,RWBS)算法,同时保留RWBS得到的多个局部极值作为核函数参数的候选项。新方法试图找到传统OFS-LOO和全局最优解之间的折衷。实验表明,与传统方法相比,新方法得到的核函数模型稀疏性更好,泛化能力更强。
  • 摘要：本文研究在异构网中进行相干协作多点传输时低复杂度迫零(ZF)预编码的性能。我们考虑在同构网中常用的低复杂度ZF预编码结构,即先进行ZF波束形成再进行功率分配,分析在采用和功率约束及单基站功率约束下使和数据率最大的功率分配时协作传输的性能,并与实际系统中常用的等功率分配的性能进行比较。分析结果表明,在异构网多载波系统中进行下行相干协作传输时,与在同构网中的结果不同,协作传输后单基站功率约束的性能远优于其他功率约束下的性能。但是,当协作的宏基站与微基站最大功率差别较大时,宏用户的性能在协作后甚至不如不进行协作传输,而微用户的性能会有所提高。这意味着在异构网中设计协作预编码时必须考虑单基站功率约束,而且不能只对功率分配进行优化设计。
  • 摘要：在图像去噪方法的研究中,非局部均值算法与稀疏去噪算法是近几年受到广为关注的方法。非局部均值算法将具有邻域相似性的像素点作加权平均；而稀疏去噪算法是将图像的非噪声部分用过完备字典进行稀疏表示。基于上述两种方法的思想,本文提出了基于聚类的稀疏去噪方法,该方法结合了非局部均值算法与稀疏去噪算法的优点,对相似的图像块进行聚类,并通过施加11/12范数的正则化约束,对同一类中的图像块在过完备字典上进行相同结构的稀疏表示,从而达到去噪目的。在字典的选择上,本文使用DCT字典和双正交小波字典,能够同时保留原图像中的平滑分量与细节分量。实验结果表明,本文方法比传统的稀疏去噪方法有更好的去噪效果。
  • 摘要：高峰均功率比是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的主要缺点之一,峰均比过高会加重OFDM系统的非线性失真。部分传输序列算法(Partial Transmit Sequences,PTS)是有效降低OFDM信号峰均功率比的传统算法。该算法由于采用穷尽式搜索方式搜索最优相位因子组合,因此具有较高的计算复杂度,并且随着子数据块分组数的增加部分传输序列算法计算量呈指数形式上升,很难在实际的通信系统中得到应用。本文提出了一种具有较低计算复杂度的多层循环部分传输序列算法(Multi-Loop PTS),该算法通过对相位因子进行多层循环计算比较,舍去了部分冗余计算,且避免了相位因子搜索陷入局部最优点,在保证算法性能的同时降低了算法复杂度。并且通过仿真分析证明了本文提出的MLPTS算法能够较好的权衡PAPR性能和计算复杂度之间的关系。
  • 摘要：针对电子设备的测试和故障识别提出了一种基于性能退化数据的缓变故障检测方法。首先,结合电子设备退化特点和试验系统的退化数据,选取合适的线性模型近似设备参数退化轨道,得出退化数据与初始数据交叉熵随时间变化的分布曲线；然后,通过与超限概率建立关系,确定故障判定的阈值；最后,利用该试验系统的退化轨迹产生时变随机样本进行仿真验证。通过仿真分析:交叉熵方法可以比较准确的检测设备的缓变故障及老化,并且相对于检测超限概率提高了检测精度,减少了运算量；同时,交叉熵直接采用样本点进行故障检测,避免了需要拟合分布曲线计算超限概率的误差；最后,分析了样本数对交叉熵的影响,说明了为了兼顾稳定性和精确度,并不是样本数越多越好。
  • 摘要：常数低群延迟有限冲击响应(FIR)滤波器在通信等领域得到了广泛应用,尤其是要求无波形失真、信号延迟小的场合。而低群延迟的FIR滤波器,其相位响应只能做到近似线性相位,其群延迟只能做到近似常数。为了减小与期望常数群延迟之间的误差,最近提出的通过迭代更新相位误差上界函数来逐步减小群延迟误差的方法,只考虑了单通带滤波器的minimax设计。本文将把该方法推广至多通带FIR滤波器的minimax设计和约束最小二乘设计,先对各通带单独处理使每个通带的最大群延迟误差有效降低后,再考虑各通带之间平衡,对各子带的最大群延迟误差进行折中,进而使整个通带上的最大群延迟误差继续减小。对约束最小二乘设计还特别考虑了通过修改收敛参数来解决相位误差约束过紧时设计问题无解的问题。仿真实例表明,该方法能有效减小多通带滤波器的最大群延迟误差。
  • 摘要：本文提出了一种新的基于H.264的多描述视频编码算法——基于模式复制的多描述编码算法。首先对输入视频序列中的每一帧图像分别进行水平方向下采样和垂直方向下采样,形成四个子图像。相应的子图像构成四个视频子序列。把这四个子序列两两组合,形成两个描述,每个描述包含两个子序列。由于每个描述中两个子序列之间具有很强的空间相关性和时间相关性,其对应宏块的最佳模式和运动矢量基本相同,因此只需用H.264编码器对其中一个子序列进行编码,另一子序列则可直接采用上述已编码子序列的最佳模式和运动向量对其进行预测编码。这样只需要对其中一个子序列进行模式选择,也只需要对一个子序列的最佳模式和运动向量进行编码传输,既降低了计算复杂度,又提高了编码效率。实验结果表明,在中高码率下,本文算法与同类算法在相同比特率情况下,PSNR有明显的提高,并且比特率越高,这种优势就越明显。
  • 摘要：无人驾驶飞机在短时间内具有相对稳定的航向、飞行速度、飞行高度等特点,这些特点决定了相同时间间隔的航拍序列图像的重合区域相对稳定,在此基础上,本文提出了航拍序列图像拼接方法的约束性条件,及一种快速的无人机航拍序列图像的自动拼接方法。该方法运用自回归模型,将历史相交区域中心点作为模型的输入数据,对当前用于拼接的重合区域进行预测,然后在预测区域内进行SIFT特征提取和特征提纯,并根据提纯后的特征进行快速的序列图像拼接。通过在无人驾驶飞机航拍序列图像上对该方法性能进行实验,结果显示本文的方法具有较好的拼接效果,在海量无人机航拍数据的情况下,能大大减少拼按时间。
  • 摘要：文章采用Hilbert-Huang变换处理海杂波数据,获得了海杂波的Hilbert边际谱,并分析了海杂波的Hilbert边际谱特点以及目标的影响。分析发现:无目标时,海杂波信号的Hilbert边际谱的谱宽较宽,低频成份较弱；而当目标出现时,其谱宽变窄,低频成份明显增强。为了描述目标对海杂波Hilbert边际谱的这种影响,将隶属度引入Hilbert边际谱,并采用目标出现频率处的海杂波局部Hilbert边际谱计算隶属度,通过分析发现,目标出现时,其隶属度明显减小,在此基础上,提出了基于局部Hilbert边际谱隶属度的微弱目标检测算法。仿真结果表明,对于实测和仿真目标数据,该算法的检测性能较好,明显优于基于盒维数的微弱目标检测算法、频域检测算法和多脉冲CA-CFAR检测算法的检测性能,对海杂波中的慢起伏固定目标具备较强的检测能力。
  • 摘要：针对被动传感器网络中的多目标数据关联,提出一种基于Dempster-Shafer证据理论的数据关联新方法。根据被动传感器网络中多目标跟踪的特点,建立适合于被动目标数据关联的6种合成证据(包含速度变化量、航向角变化量、飞行时间变化量、观测可能性、属性变化量与未知),根据各自的自相关函数自适应确定证据权值,通过证据权值与信任函数的乘积动态调整合成中各证据的比重,最后应用多级决策获取对目标观测的关联结果。仿真结果表明,使用自相关函数改进的D-S证据理论的数据关联新方法能够在抑制观测中冲突证据影响的同时,削减关联运算时间,获得被动多目标实时有效的关联结果,性能优于模糊C均值聚类关联方法(FCM)和传统D-S证据理论的数据关联方法。
  • 摘要：本文针对相干信号波达方向(DOA)估计问题,利用简化电磁矢量传感器阵列提出了一种基于四元数模型的空间平滑(Q-SS)算法。首先,根据四元数的正交特性能够很好地描述矢量传感器阵元内部信号分量之间的垂直关系这一特点,将每个阵元的两分量接收数据合成为一个四元数,建立了简化电磁矢量传感器阵列的四元数接收模型,该模型比传统的长矢量模型更适合于矢量传感器阵列的信号处理。在此基础上,利用本文提出的Q-SS算法对相干信号进行预处理,实现了解相干,并对解相干性能进行了分析,然后通过四元数域的ESPRIT算法估计出相干信号的DOA。理论分析表明Q-SS算法比传统的长矢量空间平滑(V-SS)方法有更高的DOA估计精度,具有对矢量传感器内部电场噪声分量解相关的能力,这是V-SS算法所不具备的优势。最后,通过计算机仿真实验比较和分析了所提算法的有效性。
  • 摘要：为了在不增加运算复杂度的条件下有效提高多目标跟踪的跟踪精度和关联正确率,本文提出了一种采用航向角进行辅助的多目标模糊数据关联新方法。算法首先分析航向和距离信息是区分不同航路的有效参数,然后介绍了航向角的定义及求解方法,即利用当前时刻的雷达测量和前一时刻的滤波状态向量计算目标的测量航向角,并通过容积卡尔曼滤波器(Cubature Kalman Filter,CKF)对包括目标航向在内的状态向量进行更新,利用模糊逻辑推理进行多目标数据关联。实验结果表明,提出算法与传统的最近邻方法(Nearest Neighbor,NN)相比具有较高的关联正确率,与联合概率数据关联方法(Joint Probability Data Association,JPDA)相比,在保证关联正确率的前提下跟踪精度和运算效率均得到了较大提高,更适合工程应用。
  • 摘要：视频在易错信道中某一段码流的传输误差容易扩散到后续帧,导致视频质量大大降低。差错掩盖技术能够有效地隐藏出错的图像数据。H.264 SVC在保证高效的编码性能前提下支持完整的时域、空域和质量可分级特性,因此研究基于H.264 SVC的差错掩盖技术具有一定的理论意义和重要的实用价值。本文基于BLSKIP掩盖算法提出了一种改进算法,该算法根据视频基本层整帧丢失的情况,将改进的TD时域掩盖算法与BLSKIP算法相结合,动态地选择合适的差错掩盖处理,有效地提高了增强层的错误恢复能力。实验结果表明,与其他的SVC差错掩盖算法相比,本文的自适应差错掩盖算法无论在主观质量和客观质量方面都获得了改善。
  • 摘要：谱方法是点模式匹配中一种重要的方法,但该方法对于点模式中噪声与出格点较为敏感,为克服了传统谱匹配方法存在问题,提出了一种运用谱方法和松弛标记的非刚性点模式匹配算法。该方法首先提取点模式中点的KL特征获取点与点的匹配概率,然后运用松弛标记法得到点集间明确的匹配关系；同时,为保证算法的鲁棒性,给松弛标记法定义一个匹配的目标函数,在函数的优化框架下迭代的计算匹配的最优解。本文主要从三方面对传统谱方法进行了改进:首先运用基于KL的匹配概率计算方法提高了原谱图方法抗噪方面的性能,进而在松弛标记方法框架中运用谱方法进行匹配,使算法对出格点具有更好的鲁棒性,最后融合的运用了点的谱图特征和空间分布特征,使算法在较大形变情况下仍能实现有效匹配。文章实验验证了算法的有效性。
  • 摘要：遮挡条件下的鲁棒人脸识别,目前在人脸识别领域逐渐被重视,被认为是难点问题之一,本文利用稀疏表示理论满足人眼视觉特性及神经信息有效表达,且跟人脸固有特征具有的自然性是相吻合的特点,研究了彩色人脸图像色度信息有效融合策略,采用同伦算法解决稀疏表示模型中的(l1)范数问题,提出了一种基于彩色信息融合和同伦算法的遮挡鲁棒人脸识别算法。在AR数据库中的实验结果表明,与传统基于灰度转换方法人脸识别方法及SRC算法相比,本文所提基于同伦算法的稀疏表示人脸识别,具有很高的计算效率,而且有效融合了彩色信息,显著提高了在遮挡及非遮挡情况下人脸识别的效率及识别性能。
  • 摘要：在存在杂波、漏检、目标数目未知和变化的情况下,PHD滤波器是一种多目标跟踪新方法,GM-PHD滤波器是PHD滤波器的一种近似实现。然而,GM-PHD滤波器没有提供单个目标状态估计的身份,而构建目标运动轨迹需要目标状态估计的身份,同时,现有的GM-PHD滤波器在新目标密度生成时对新目标出现位置进行了限制,难以对观测空间任意位置随机出现的目标进行跟踪。为解决非线性观测系统GM-PHD滤波器中目标状态估计的身份标识和新目标密度生成问题,设计了一种新的GM-PHD滤波器。该滤波器利用传感器的观测数据生成新目标密度,通过给滤波器输出的高斯项增加专有身份标识并使用身份标识将源于同一目标不同时刻的目标状态估计关联起来。仿真实验验证了滤波算法的有效性。
  • 摘要：为了改善扩展的二元相移键控(EBPSK)系统在低信噪比下的误码率性能,引入了低密度奇偶校验码(LDPC)。EBPSK解调器借助特殊的冲击滤波器提高能量利用率,却增加了获得后验概率信息用于译码的困难。本文引入支持向量机(SVM)方法在滤波器输出信号中选取少量采样点进行概率输出并进行LDPC译码,仿真显示可得到较高的信噪比增益。同时,本文还仿真对比了不同采样频率及不同方式获得的后验概率信息对系统译码性能的影响,表明基于SVM的方法在低采样率和低信噪比条件下便可获得较为精确的后验概率,因此,在EBPSK系统中采用SVM方法获得后验概率信息用于LDPC译码是一种较为有效的方式。
  • 摘要：车载前视超宽带地表穿透雷达在地雷探测中遇到的困难是虚警率过高,地雷与杂波在全孔径图像中很难准确区分。为降低地雷探测过程中的虚警率,该文提出一种基于目标子孔径图像方位不变性的检测方法。该方法利用分裂发射虚拟孔径成像模型,将全孔径图像分解为左右两个子孔径图像,并根据子孔径图像中的目标一维距离剖线建立双峰特征模型。在此模型基础上提取具有方位不变性的若干特征,进而得到左右子孔径图像中目标的一致性度量,并将该一致性度量作为最终的特征向量送入鉴别器加以判别。经实测数据验证,该算法能有效剔除原先在全孔径图像中无法剔除的杂波,从而降低前视地表穿透合成孔径雷达中地雷探测的虚警率。
  • 摘要：针对多输入多输出系统中常用的非线性检测算法,如排序QR分解(Sorted QR Decomposition,SQRD)、球型译码(Sphere Decoding,SD)、K-Best或QRM(QR Decomposition and M algorithm)等,提出了一种具有最优检测顺序的QR快速分解方法,作为检测前的预处理操作。该算法首先对信道矩阵进行第一次QR分解,根据所得上三角矩阵R可确定最优的检测顺序,并按该顺序对R进行列重排。然后对R进行第二次QR分解,即得具有最优检测顺序的QR分解结果。与现有的基于R对角元素的模值排序的QR分解算法相比,本算法可保证检测顺序最优从而性能最优。仿真结果表明天线配置为4×4和6×6时,在误码率10-3处可节约信噪比分别为:1dB和2dB;与现有的基于信干噪比排序的QR分解算法相比,本算法与其性能一致的基础上可节约25％的复乘法次数和33％的复加法次数。
  • 摘要：多目标跟踪中的数据关联一直是信息融合领域的难点和热点问题,针对杂波环境下多目标跟踪中的数据关联问题,提出了一种基于模糊推理的JPDAF新方法。该方法中,首先详细分析了杂波环境多目标观测数据的特点,定义了多目标环境下的标准化新息变量及新息的一阶微分变量；然后将其作为模糊推理的两个输入变量,通过设计合适的模糊隶属度函数和模糊推理规则,自适应计算目标观测的关联概率来代替传统联合概率数据关联滤波器(JPDAF)中的关联概率,实现对多个目标的有效跟踪。实验结果表明,提出方法的目标跟踪性能要好于传统的JPDAF和Fitzgerald's方法,在实时性方面,提出方法也要远好于传统的JPDAF方法,接近Fitzgerald's方法,能够有效对多目标进行关联跟踪。
  • 摘要：共信道多信号的调制参数估计问题已成为通信信号处理领域的一个新兴课题,在非合作通信中是调制识别、信号解调等后续处理的基础。信号经过调制、成形及采样等处理后具有循环平稳性,本文提出了一种基于循环谱和离散谱线提取的调制参数估计方法。该算法利用信号调制参数和循环频率之间的关系,通过提取信号循环谱的谱频率截面上与循环频率相对应的离散谱线,实现对时频重叠的共信道多信号中每个信号分量调制参数的精确估计,主要包括载波频率和码元速率。Matlab仿真BPSK、8QAM两种类型的混合信号结果表明该方法切实有效,可以实现载波频率相差不大时共信道多信号的调制参数估计问题,并且算法计算复杂度小、精确度高、抗噪声性能好,不受频谱重叠度的影响。
  • 摘要：从实际工程应用的角度出发,首先对MIMO系统中的各种假设条件做了分析,认为当MIMO信道中的各个子信道相互独立时,可以采用基带联合检测(joint detection,JD)技术实现MIMO信号的分离与合并；如果考虑实际应用场景且当MIMO系统中多根天线发送同频信号时,JD技术无法分离出细多径信号,会使得系统空分复用(space division multiplexing,SDM)增益下降。为此基于对Shannon公式和相控天线阵系统(phase-controlled antenna array,PCA)的讨论,提出了一个新颖的多天线系统-SHPCA系统,该SHPCA系统能够有效地利用相控阵天线产生的定向窄波束来实现SDM功能,提升多天线系统的性能。SHPCA系统容量可用一个三维信道容量公式来描述,空间为第三维度。与传统信道容量度量相比,该模型能更直观的反映SHPCA多天线系统的空分复用作用和收发天线配置对系统容量的影响。
  • 摘要：无线定位技术中,由于环境的限制,导致单一信号覆盖面受限,而且不连续,因此很难获得较高的定位精度和较广的覆盖面。同时,传统的非线性滤波计算复杂度太高,严重影响定位的实时性。考虑到精度、覆盖面和实时性相互制约的关系,如何寻找到一种不过多增加计算负担,并能保证一定定位精度的无缝定位方法是本文的重点。本文考虑利用检测概率模型,充分而有效地融合目标区域内的多种信号的量测信息,在贝叶斯框架下建立一种线性和非线性的组合滤波模型,对目标进行有效地定位估计,改善了定位跟踪技术的稳健性问题,具有较高的实际价值。仿真结果表明,论文所设计的多信号组合滤波模型,既能保证定位的精度,又能较多地节省计算时间,显著提高了定位跟踪的综合性能。
  • 摘要：语音增强是消除噪声干扰的主要手段,在语音处理系统中得到广泛应用。传统语音增强算法认为相邻帧语音幅度谱之间是相互独立的,而研究表明语音幅度谱时频点之间存在相互依赖关系。缺乏对邻域时频结构信息的利用使得传统增强算法的性能难以进一步提高。本文首次将数据场引入到对语音的听觉感知领域,用数据场对语音的时频依赖性进行建模,提出一种新的基于数据场的语音增强算法。该算法通过最小化势场分布的熵确定了时频点之间的相互作用力程,在带噪语音数据场中估计噪声的最小统计量得到二值时频掩蔽值,最后利用二值时频掩蔽消除噪声干扰。实验测试表明,与Martin算法相比,基于数据场的语音增强算法在提高去噪效果的同时能有效减少语音的失真。
  • 摘要：为了克服无线信道时变和多径衰落对信号传输的影响,全球微波互联接入(WiMAX)系统采用混合自动重传请求(HARQ)技术以提高数据传输的可靠性,确保服务质量。传统的非合并HARQ算法处理比较简单,内存需求较少,但是重传次数多,系统吞吐量低；合并译码HARQ算法能够有效减少重传次数,提高系统吞吐量,但是运算复杂度和内存需求较大。针对已有算法存在的不足,提出了一种基于大数逻辑判决(MLD)和信道冲激响应功率(CSI)的HARQ合并译码算法——MLD-CSI。该算法综合运用择多判决法则和择优选择法则,在接收端对多次重传的接收信号进行合并译码。分析和仿真结果表明,在时变和多径信道环境下,所提算法与MRC合并算法相比,几乎不损失系统的误码率和吞吐量性能,且运算复杂度和内存需求显著降低,非常适用于实际系统。
  • 摘要：红外传感器与ESM是军事多传感器信息融合系统的重要组成部分。针对二者之间的航迹关联问题,提出了一种综合利用灰色关联度和类型信息的航迹关联算法。该算法将红外传感器和ESM的航迹序列看作离散时间函数,通过计算各航迹间的灰色B型关联度,形成灰色关联矩阵；通过归一化信息熵判断目标和辐射源类型信息的有效性,结合目标和辐射源的配属关系并利用VBS理论将不同框架下的证据转换到相同框架下,然后采用Jousselme距离度量证据的一致性,从而形成类型关联矩阵；最后,综合利用灰色关联矩阵和类型关联矩阵进行航迹关联判别。仿真结果表明,当可用数据点较多时,基于灰色关联度的航迹关联算法具有较高的关联正确率；当传感器分类效果较好时,基于类型辅助灰色关联度的航迹关联算法具有更好的关联性能。
  • 摘要：噪声中的谐波恢复问题是信号处理领域的一个典型问题,在众多领域中有着广泛的应用。本文主要研究加性有色噪声中谐波频率的估计问题,提出了一种基于子空间旋转不变性的谐波频率的高分辨率估计方法。利用观测信号的自协方差函数构造了一个协方差矩阵,通过对协方差矩阵的特征值进行理论分析,结合子空间旋转不变性,得到了加性有色噪声中谐波的频率和协方差矩阵之间的一种内在联系。利用这个性质可以估计加性有色噪声中谐波的频率。本文方法对于有色噪声的模型无任何假设,而且对于噪声的分布也没有限制,对于高斯和非高斯有色噪声都适用。仿真实验验证了本文所提算法的有效性。
  • 摘要：由于空间目标姿态变化较大,且其灰度与地球背景差异较小,传统CV(Chan and Vese)模型难以获得理想的分割结果。针对部分信息丢失或目标被部分遮挡情况下CV模型不能正确分割问题,Chan和Zhu在CV模型基础上引入先验能量项,构建的先验形状模型只具有旋转、缩放和平移不变性。本文提出了一种先验形状约束的变分水平集改进模型,用于分割星空及复杂地球背景下的空间目标。在保持先验形状模型具有旋转、缩放和平移不变性的基础上,本文改进的变分水平集模型增加了 X、Y方向拉伸以及剪切不变约束能量项,增强了先验形状对目标变化的自适应性。实验结果表明本文方法对复杂背景下姿态变化较大的空间目标,具有更好的分割效果。
  • 摘要：为了保证数字图像水印的安全性、透明性和鲁棒性,本文提出了一种基于混沌映射和奇异值分解的数字图像水印算法。混沌映射具有初值敏感性,以映射初值为私钥,利用混沌映射将二值水印图像进行双混沌置乱,这样可以提高水印嵌入的安全性。利用奇异值分解特性来嵌入水印,把U矩阵中第一列系数作为研究对象,采用保持相邻系数之间差值关系的方法来表示嵌入的水印比特,这种系数差值关系在经过信号处理后能够得到保持。通过仿真实验,表明嵌入水印后的图像具有良好的透明性,同时还具有抵抗图像信号处理的鲁棒性。此外,当含水印图像的内容遭到篡改时,提取出的水印仍易于辨认,并且能对篡改进行检测和定位。
  • 摘要：信号在某种变换下可以稀疏表示是压缩感知研究的先验条件,正交傅里叶变换则是应用非常广泛的一种稀疏变换。但是,由于语音信号是准周期信号,对其进行傅里叶变换会造成频谱泄漏,因而引起信号重构性能的降低。本文基于语音信号准周期性的特点,提出了一种基于差分变换的语音稀疏化变换矩阵,在此基础上采用OMP优化算法来重构语音信号。实验表明,与采用正交傅里叶变换方法对语音信号进行稀疏化变换、OMP算法对语音信号进行重构的方法相比,差分变换方法的性能明显优于正交傅里叶变换的方法,即在相同重构性能时,差分变换的压缩比小于正交傅里叶变换,因而差分变换的方法大大提高了信号的压缩性能。PESQ对重构语音质量评测的结果表明差分变换方法重构的语音信号MOS得分较高,这也说明对于语音信号这一特殊信号,差分变换法具有很大的优越性。
  • 摘要：目标分解是极化SAR图像舰船检测的重要方法,但是,在较高分辨率和复杂海况条件下,由相干矩阵分解得到的极化熵参数并不能将舰船目标与海洋等背景完全区分。对极化目标分解理论和地物散射机理的研究和分析表明,极化分解的各个参数从不同角度反映了目标和背景的散射差异,对它们联合使用有助于更准确地在SAR图像中检测目标。而且,各个参数在实际的检测问题中具有不同的重要性。因此,本文构造了包含有多个极化分解参数的特征向量,并根据各分解参数重要性不同,提出一种基于目标分解和加权SVM(support vector machine)分类方法对极化SAR图像中的舰船进行检测。实验结果表明,该方法能够精确地检测舰船目标,并有效地减少虚警。
  • 摘要：本文提出了一种基于双均匀线阵的快速高精度测向算法。针对双均匀线阵不同轴上的接收噪声互不相关的特点,可以得到理论上不含噪声的互相关矩阵。并且由于在两个轴上的阵列流型均具有移不变特性,因此本文所提的快速算法首先利用x轴上最大不重叠的两个子阵列对y轴上最大不重叠的子阵列做互相关,利用y轴上最大不重叠的两个子阵列对x轴上最大不重叠的子阵列做互相关,接着对上述两个相关矩阵采用旋转不变子空间算法,分别计算出目标的角度,再利用方差融合的方法,将两次求得的角度信息进行融合,最后得到较高精度的角度信息,理论分析表明该算法是无偏的,并且在较高信噪比下趋近于克拉莫罗界。最后利用蒙特卡洛仿真验证了本算法的有效性。
  • 摘要：二阶Volterra数据块LMS算法利用当前时刻及其以前时刻更多输入信号和误差信号的信息提高了算法的收敛速度,但由于其固定数据块长取值的不同导致了算法的收敛速度和稳态误差此消彼长。针对这个问题,本文提出一种二阶Volterra变数据块长LMS算法,通过时刻改变输入信号数据块长度提高算法性能。本算法首先采用两个并行的二阶Volterra 滤波器,其输入信号数据块长差值始终保持一个单位；然后将其各自的输出误差信号同时输入到数据块长判决器,通过判决器得到下一时刻各个滤波器输入信号的数据块长度；最后以第1个二阶Volterra滤波器的输出作为整个滤波系统的输出,从而改善了算法性能。将本算法应用于非线性系统辨识,计算机仿真结果表明,高斯噪声背景下本算法的收敛速度和稳态性能都得到了明显的提高。
  • 摘要：调制方式的自动识别是保证合法通信的关键措施之一,在民用和军用领域郡有重要的作用。本文提出了一种在无线传感器网络中多个传感器节点分布式协作识别数字调制信号的新方法。为了克服低信噪比时单接收节点调制识别率低的缺点,实现对MASK,MFSK,BPSK,QPSK以及OFDM这几种典型调制方式的正确识别,首先利用网络中相互协作的多个传感器,从提高网络识别性能出发,在每个传感器节点能耗最小的前提下,根据接收信噪比的大小设计有效的协作方案,得到反映调制类型显著差异的特征参数的新组合,然后利用径向基神经网络对数字调制信号进行识别,并就不同的网络条件,给出了不同的协作方案。仿真结果表明,与单节点调制识别相比,本文设计的调制识别方法具有更高的识别率,并且节点系统更灵活可靠。
  • 摘要：气象雷达回波的功率、平均频率和谱宽等谱矩参数与气象目标的类型密切相关,如何准确估计一直是关注的问题。地杂波也是气象雷达面临的严重干扰。气象目标回波和地杂波的频谱呈现高斯谱的特征,其参数化模型可以利用来估计这些谱矩参数。提出了拟合信号功率谱的参数化谱矩估计方法,并采用RELAX的思想进行多个高斯谱信号混合时的谱矩参数估计。最后利用仿真气象雷达信号进行了实验和性能分析,实验结果表明提出的方法能准确估计出高斯功率谱的谱矩参数,且具有较高的分辨率。与脉冲对法相比可用于估计多个高斯谱混合的情况(比如地杂波和气象回波叠加在一起时),与最大似然法相比降低了运算量。
  • 摘要：在耳鸣掩蔽治疗领域中,由于患者对同一种耳鸣匹配声源的感受千差万别,因此其多样性是影响治疗效果的决定性因素。但国内外传统的治疗仪普遍存在耳鸣匹配声源不足的缺陷。针对这个问题,本文受语音转换系统的启发,提出了一种基于双线性变换函数的方法来对特定的匹配声源进行频谱搬移以达到声源多样化的目的。同时,由于双线性变换函数只能有效改变声源共振峰的频率以及带宽而不能对其幅度进行控制,这样的特性最终会导致其能量的衰减。那么文中提出利用临界倾斜滤波器来补偿频谱搬移所引起的能量损失,并给出了一种搜寻最佳倾斜系数的方法及其微调范围。通过仿真表明,这种方法取得了良好的效果,丰富了耳鸣匹配声源的多样性,具有一定的实用参考价值。
  • 摘要：本文针对互联网和无线信道等不可靠网络的视频传输问题,提出一种基于H.264和双树小波变换的多描述视频编码解决方案。采用分层的多描述视频编码框架,实现H.264和双树小波编码的有机结合。基本层用H.264编码器对视频信号进行低码率编码后,复制到各个描述；增强层用三维双树小波变换对原视频和基本层重建视频的差值进行编码,将产生的四棵三维小波树经噪声整形后两两组合,编码送到不同描述。在解码端,若能够接收到两个描述,则通过中心解码器实现高质量的视频重建；若丢失一个描述,则通过边解码器解码仍可保证一定质量的视频重建。实验结果表明在相同码率下,本算法的视频中心解码和边解码质量优于现有的多描述视频编码算法。
  • 摘要：有限集统计学(FISST)理论将任意时刻目标状态的集合视为多目标集值状态,而相应的传感器观测值集合被视为多目标集值观测。通过随机有限集建模并利用集合的微积分运算可推导出最优多目标贝叶斯滤波器。然而由于涉及集合微积分运算,最优多目标贝叶斯滤波器的运算量极大。概率假设密度(PHD)滤波器是最优多目标贝叶斯滤波器的一阶矩近似,可以实现在关联不确定、目标数目未知或变化情况下的多目标状态估计。相比于最优多目标跟踪技术,基于PHD滤波器的多目标跟踪技术的运算复杂度得到了有效的降低,更易于工程应用。但在密集杂波背景下PHD滤波器的粒子实现方法仍然存在运算复杂度过高的问题。本文针对密集杂波的情形,提出一种有效的杂波滤除方法,在不影响滤波性能的情况下,降低了运算复杂度,提高了滤波效率。
  • 摘要：为解决非合作条件下水声脉冲信号检测与参数估计的难题,本文提出了一种基于短时分数阶傅里叶变换(ST-FRFT)的检测方法。线性调频(LFM)和单频(CW)脉冲信号是最常见的两种水下声脉冲信号,在非合作条件下,信号参数信息的缺失使得不能直接采用匹配滤波检测方法,傅里叶变换(FT)对CW信号具有良好的检测增益,但对LFM信号检测增益下降,尤其是具有较大调制率的LFM信号。分数阶傅里叶变换(FRFT)对LFM信号具有良好的能量聚集性特点,有利于LFM信号的检测,并且包含了Fourier变换,同样适用于CW信号的检测。为了同时获得接收信号的时域和频域特征,设计了基于短时分数阶傅里叶变换(ST-FRFT)的检测器,可以实现信号参数未知的情况下对LFM和CW信号的截获检测。理论分析了ST-FRFT与STFT方法针对LFM信号和CW信号的检测性能,基于FT的方法对LFM信号的处理增益受到调制率的影响,相对于CW信号增益下降,并且随窗长呈非线性变化,非合作条件下难以获得最佳窗长,而FRFT对LFM信号可以获得近似匹配滤波的处理增益,提高了LFM信号的检测性能。仿真结果和湖试数据处理结果验证了理论分析的正确性与该方法的有效性。
  • 摘要：针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了空间相关信道下的多用户调度问题。通过推导用户信道向量夹角的统计特征,分析了多用户调度算法对所调度用户间正交性的影响。分析结果表明在空间相关信道下现有基于串行搜索的调度方法在统计意义上降低了被调度用户之间的正交性,从而导致基于串行搜索的调度算法与最优的穷举搜索之间存在较大的性能差距。为了提高相关信道下多用户MIMO系统的性能,提出了一种基于交替搜索的多用户调度算法及其低复杂度实现方法。仿真结果表明,所提出的用户调度算法能够有效地弥补基于串行搜索的调度方法的性能损失,在空间独立信道和空间相关信道下以较低的计算复杂度获得接近穷举搜索的最优性能。
  • 摘要：非合作通信条件下估计未知直接序列扩频信号的伪随机(PN)码是截获直接序列扩频信号信息内容的关键。本文提出一种基于固有时间尺度分解(ITD)的时域波形处理算法,可以在很低信噪比的条件下准确地估计直接序列扩频信号的PN码。该算法充分利用ITD时频分辨率高和适于实时处理的优势,直接分解直扩信号波形,借助于多个周期的伪随机码信号的相干累加提高信噪比,通过对载频处瞬时幅度累加值与第一上过零点频率处瞬时幅度累加值的差分信号波动特性的分析,找到一个PN码周期内相邻码片极性变化的位置,从而揭示PN码,而不必猜测其代数结构。与已有PN码估计算法相比,该算法具有采样精度要求低,对载频估计误差不敏感,适用于各种类型PN码等优势。计算机仿真验证了所提算法的可行性。
  • 摘要：钢筋强反射回波及其多次波严重影响探地雷达在机场跑道灾害目标检测与识别的应用。本文研究机场跑道钢筋回波检测及抑制的方法。首先利用Hyp-curvelet变换将GPR时空二维回波信号投影到尺度空间,目标回波的能量将聚集且与其他目标分离,进而基于尺度空间中的局部峰值进行目标检测。然后结合目标回波的初始相位及时频特征,在尺度空间中消除钢筋回波分量。最后将数据反变换回时空域,得到只含有灾害目标回波的数据。仿真实验表明,本文所提算法在低信噪比的情况下对钢筋回波检测与抑制能取得很好的效果,重构的结果中灾害目标回波保存完整且钢筋回波罕有残余。
  • 摘要：目前,作为多维信号处理的一个重要工具,四元数代数理论已在各种领域有所应用,并取得了良好的效果。基于四元数的复数形式,本文提出了四元数复数形式的最小均方(LMS-QC)自适应滤波算法。首先推导了LMS-QC自适应滤波算法,并且对其性能进行了分析,给出了步长的选择范围。进一步针对某一机载简化矢量传感器阵列,给出了归一化LMS-QC波束形成算法。此算法克服了四元数实数形式的最小均方(QLMS)自适应滤波算法的局限性,更适合复信号的多维处理,并且加权矢量每次迭代的计算量仅为QLMS算法的一半。计算机仿真结果表明LMS-QC算法是收敛的。稳态时估计均方误差达到了最小值,权矢量的模值和输出信干噪比也接近最优值。在主要区间内,LMS-QC算法的性能优于QLMS算法。
  • 摘要：通常用于测试空中交通管制(Air Traffic Control,ATC)自动化系统的飞行冲突告警功能的方法主要有放宽系统告警值和向系统输入模拟的飞行冲突目标的雷达数据。前一种方法存在不可靠性,第二种方法由于只产生简单的确定目标轨迹数据,因此只能简单地测试系统能否告警,无法对系统的飞行冲突预测能力作出评价。为了使用于测试系统的模拟雷达数据更符合实际飞行情况,并检测系统预测飞行冲突的技术水平,本文提出了一种基于飞行冲突概率模型的航迹模拟方法,通过对不同目标对的冲突概率建立数学模型,反推出存在不同冲突概率时目标的运动参数。并通过仿真实验产生了一系列具有不同冲突概率值的目标对的航迹,利用这些数据能对ATC自动化系统进行更有效的冲突探测和告警能力测试。
  • 摘要：声带准周期振动的缺失,使得汉语耳语音成为了一种特殊的发音模式,也使得耳语声调无法用基音周期表征。目前用于语音识别和声纹识别的常规语音特征,包含声调信息较少,所以在声调识别实验中很难获得良好的效果。本文提出一种新的特征参数来模拟正常语音的基频声调轨迹,即以人的听觉特性为出发点,研究人的声调敏感Bark频带,发现部分扩散Bark谱能量归一化比例拟合曲线,能够呈现出类似正常语音的基频轨迹,这说明在某些方面该轨迹或多或少包含了耳语音的声调信息。在以该轨迹和语音短时能量曲线为特征,以神经网络为模型的耳语声调识别实验中获得了较高的识别正确率,汉语四声的总体识别正确率高达78％,这也为对耳语音的进一步处理提供了很多有力依据。

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