基于环形阵列的空间滤波器结构损伤扫描监测方法研究

本文提出了一种基于环形阵列的空间滤波器结构损伤扫描监测方法,在结构中央布置环形压电传感器阵列实现对结构的全方位扫描监测,消除了主动Lamb波空间滤波器监测方法中盲区及远场对监测效果的影响。环形阵列由直径方向不同角度的4个线阵组成,每个线阵采用主动Lamb波空间滤波监测方法对结构损伤进行监测、成像,各阵列成像结果通过PCA-小波变换进行融合对损伤位置进行判别,从而实现结构全方位损伤扫描监测,消除单个阵列损伤监测的盲区、远场及虚假成像等影响,进而获得更加准确的损伤监测结果。通过实验研究,验证了该方法的有效性和实用性。

矩形空间滤波器的SFV空间滤波特性

从数学角度对矩形空间滤波器的窄带通空间滤波特性进行了研究。以空间滤波测速法(SFV)为基础,对矩形空间滤波器的滤波特性、滤波器的关键参数选择进行了研究,介绍了空间滤波测速的原理和特性,并从数学角度对图像光强分布的空间滤波效应进行了介绍;通过研究矩形空间滤波器的功率谱密度函数,对影响空间滤波特性的影响因素进行了讨论,包括窗口区域的尺寸和形状以及狭缝个数等。分析结果对于优化空间滤波器的参数设计从而提高测速精度来说具有较强的理论指导意义。

基于空间滤波效应航空遥感自动清晰度检测窗口构型研究

为了解决基于空间滤波效应的航空遥感清晰度检测窗口构型选择问题,从数学角度对典型空间滤波器模型进行了构建,分析了正弦和矩形透射函数,以及矩形、圆形和高斯加权类典型空间滤波器构型的功率谱密度函数与滤波特性,论述了不同窗口形式的滤波器对于航空遥感清晰度检测精度的影响。设计了验证实验,利用面阵CCD探测器成像特点,通过软件程序模拟运动图像的光振幅相对于目标速度被周期性调制的过程及空间滤波器的周期透射比,从而代替光栅等物理的空间滤波器。针对矩形类窗口、圆形窗口以及高斯加权窗口等常用的空间滤波器构型进行了地面成像自动清晰度检测实验,实验结果表明,采用三种滤波器构型的清晰度检测结果一致,性能没有明显差异,可选择最容易实现且运算量最小的矩形类空间滤波器。

基于偏振成像-空间滤波的相位物体上指纹检测

提出了一种结合偏振成像与空间滤波的指纹检测系统,该系统能有效提取淹没在干扰背景中的指纹信息,实现了在相位物体上指纹目标的高质量成像。通过使用聚焦透镜和通孔反射镜,滤除夫琅禾费衍射图样的低频背景,仅采集高频细节信息,结合偏振成像技术,得到指纹图像的偏振参量和偏振度(P_(DOLP))图像,实现清晰的指纹成像。结果显示,添加空间滤波模块和偏振成像技术得到的指纹图像在指纹图像清晰度上提高了约6.8倍,使得细节和纹路更为突出;相较于指纹强度图像,指纹偏振度P_(DOLP)图像能够很大程度上消除相位物体上其他干扰物质的影响,获取完整、丰富的指纹细节信息。这种技术在指纹验证和刑事侦查等领域具有潜在应用价值。

结合直角反射镜的狭缝型空间滤波器

文章提出一种由一对柱透镜、一个滤波狭缝和直角反射镜组成的新型狭缝空间滤波器。柱透镜对和滤波狭缝用于组成一维滤波结构,直角反射镜用于将波面旋转90°并反射回一维滤波结构进行另一维的空间滤波,从而实现对光束的完全滤波。根据瑞利-索末菲衍射积分,利用Matlab软件对光束在新型狭缝滤波器中的传输进行了理论模拟。结合实验验证,证明了新型狭缝滤波结构的像传递和空间滤波功能。由于结构上近似于三镜型狭缝滤波器的对折结构,因此新型狭缝滤波器相比三镜型狭缝滤波器要缩短将近一半,可进一步降低大型激光装置的规模和成本。

用于运动准备诱发脑电响应识别的新型复合空间滤波算法研究

脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是人类大脑与外界环境之间的直接信息交流通路,在人体运动功能康复、替代、增强等多方面日益凸显其重要科学意义与应用价值。基于运动意图的脑机接口范式作为最自然的脑机交互方式,受到研究者的广泛关注。对运动预备阶段的脑电特征进行解码能够使BCI响应速度更快、灵活度更高。然而,该阶段的脑电特征信号微弱,难以高效识别。针对上述挑战,围绕运动预备阶段脑电低频时域空间侧向性特征强化开展研究,设计了左右手自主按键运动任务,针对低频运动相关皮质电位特征,结合判别空间模式与任务相关成分分析两种算法,提出了一种新型复合空间模式滤波算法。实验结果显示,该算法平均识别正确率可达78.56%,优于已有文献报道,可为基于运动意图的高效脑机交互提供理论依据与技术支持。

基于Unity的信息光学虚拟仿真实验设计--以阿贝成像与空间滤波实验为例

利用Unity计算机仿真技术与3D建模软件SolidWorks,结合信息光学实验教学内容,构建了以阿贝成像与空间滤波实验为范例的虚拟仿真实验平台.该平台不仅丰富了教学手段,使学生在虚拟环境中完成复杂的实验操作,还通过逼真的3D实验模型增强了实验的真实感,深化了学生对光信息处理理论知识的理解,进而提升了学生的实践能力和创新思维.本文着重探讨了该虚拟仿真实验平台的构建过程及其在信息光学课程实验教学中的实际应用价值.

EMD和CSP融合最优波长空间滤波脑电特征提取方法

基于经验模式分解和共空间模式,结合最优波长空间滤波,提出了三者相结合的特征提取方法。该方法首先利用经验模式分解进行分解,得到固有模态函数,选择合适的固有模态函数进行信号的重构,然后将重构的信号进行最优波长空间滤波变换,得到最优的波长选择信号,再经共空间模式投影映射,提取相应的特征向量,最后利用支持向量机进行分类。运用该方法对9位受试者进行分类结果分析,平均分类准确率在95%以上,实验表明,提出的算法具有较好的分类识别性。

一种基于空间滤波的图像测速传感器

为解决磁悬浮列车低速测速难题,开发了一种基于空间滤波技术的图像测速传感器,在实现绝对速度测量的同时,也可对速度方向进行判别。首先,对空间滤波测速及方向判别的原理进行简要说明,提出的差分空间滤波器可消除信号中的直流成分,提升测量时的准确性,基于相差的方向判别方法解决了频谱分析中对时间信息的丢失造成的方向不可测问题;其次,通过仿真对该原理进行了验证;然后,对传感器的软硬件设计进行了描述,搭建了图像测速传感器;最后,完成了传感器的测试验证。结果表明,传感器在低速时的测量精度可满足磁悬浮列车的控制需求。

空间滤波转速遥测中的旋转中心辨识

进行空间滤波转速遥测时,需要确定目标旋转中心所在的位置后才能判定转速的方向并计算转速的大小。本文根据光学空间滤波测速原理,提出了一种基于双差分空间滤波传感器的旋转中心判定法。用多个光电池构成含有两个差分空间滤波器的双差分空间滤波传感器,该传感器输出中心频率为f1和f2的两路准正弦信号;移动双差分空间滤波传感器,用移动前后的两组中心频率值计算出系数j;根据j的符号和f1与f2的相对大小即可判定旋转中心的位置区域。结果表明,j<0代表旋转中心的成像点O′在双差分空间滤波传感器的中间,j>0且f1>f2表示O′在双差分空间滤波器的下同侧,j>0且f1<f2表示O′在双差分空间滤波器的上同侧。该方法在转速相对平稳时能简单准确、远距离地辨识固体物旋转中心和气固液多相流涡旋中心的位置区域。

空间滤波技术在速度测量方面的应用

空间滤波技术在速度测量方面的应用马宝民李平（山东大学光电子信息工程系济南２５０１００）近几年，随着光电子技术的迅速发展，人们已相继提出和研究了多种用于速度测量的光学方法。其中最引人注意的有三种：即激光多普勒技术、激光散斑技术和空间滤波技术。其中激光多...

静电感应空间滤波法测量固体颗粒速度

基于静电传感器空间滤波技术的气固两相流颗粒速度测量方法具有结构简单、数据处理方便等特点。文中从理论上推导了圆环状静电传感器输出信号的功率谱特性与颗粒移动速度之间的关系，并对电极长度、绝缘管段的厚度和屏蔽罩轴向长度等因素对静电传感器空间滤波特性的影响进行了仿真分析，为静电感应空间滤波器的设计提供了理论基础。提出利用小波分析对功率谱特性曲线进行平滑处理的方法，可准确地确定功率谱特性曲线的尖峰频率值fmax。并在加压密相气力输送系统上进行实验研究，结果表明：颗粒体积浓度范围在6．72％～13．04％，气体表观速度在8．63～18．61m／s之间时，系统重复性优于4％。

基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量

颗粒的流动速度是反应气固两相流流动状况的一个重要参数。介绍了静电传感器的空间滤波特性,推导了颗粒流动速度与静电传感器输出信号频率特性之间的关系。在此基础上,提出了一种基于静电传感器空间滤波效应的颗粒平均速度测量方法,并分析了静电传感器结构参数、颗粒截面分布、颗粒速度分布、颗粒尺寸、材料种类以及频率分辨率等因素对颗粒平均速度测量精度的影响。在重力输送颗粒流实验装置上进行了初步的实验研究。理论和实验结果均证明了静电传感器空间滤波颗粒平均速度测量方法的有效性。

静电传感器空间滤波效应及频率响应特性

介绍了静电传感器空间率波的基本原理,分析了静电传感器空间率波特性,在此基础上推导了传感器的频率响应特性.并在重力输送颗粒流装置上对静电传感器测量系统的动态特性进行了实验研究.理论和试验结果表明:静电传感器在空间频域上充当低通滤波器,而且径向位置越小,空间频带越窄;电极轴向长度越小,空间频带越宽;在时间频域内测量系统相当于带通滤波器,电极的轴向长度和颗粒径向位置对频带宽度的影响与空域频率特性相似;此外,颗粒速度越大,时域频带越宽,颗粒尺寸越大,频带越窄.

一种基于空间滤波的红外小目标检测算法及其应用

针对红外探测系统中单帧红外图像中的小目标检测问题,在分析红外场景模型的基础上,提出了一种基于自适应噪声平滑和空间滤波的背景杂波抑制算法.该方法对于起伏背景下红外小目标的检测有良好的性能,且具有目标信息损失小的优点.同时,利用ADSP-TS201S高性能数字信号处理器实现了该算法,并成功应用到某全向红外搜索跟踪系统中.实验结果表明,在低信噪比情况下,算法有很好的检测性能.

主动Lamb波中的空间滤波器结构健康监测

针对主动Lamb波结构健康监测技术在应用中容易受到Lamb波复杂传播特性的影响,监测信号的信噪比较低的问题,提出了空间滤波器方法的基本原理和实现方法,利用压电线阵得到传感信号之间的相干性,实现对有用信号的相干聚焦增强,监测损伤位置并成像,能够实现对特定方向的扫描。分析了空间滤波器的基本原理,给出了用于离散压电线阵的空间滤波器实现形式,并对该方法进行了试验研究,在碳纤维板结构上的试验结果表明,该方法可以有效实现损伤散射信号的聚焦增强,成像突出显示损伤所在方位和位置,提高信号的信噪比,具有一定的工程应用价值。

光学空间滤波过程的计算机仿真

提出了一种利用 MATLAB软件并通过计算机仿真光学空间滤波实验过程的新方法 .其特点是 :既可以随意改变所设计滤波器的参量 ,又可以对输入图象进行振幅、相位或复合滤波 ,并且可实现傅里叶变换频谱中相位信息的提取、存储和利用 ,因而能够完成一般光学实验中往往难以实现的某些操作 .并分别给出了网格滤波、低通、高通及相位滤波等仿真实验结果 .这种仿真实验给光学滤波器的设计和图象处理带来很大方便 ,同时也为相关器件的设计提供了一条新的途径 .

尺度空间滤波在局部放电脉冲提取中的应用

在提出脉冲提取思想的基础上,利用局部放电信号所固有的奇异性特征,将小波变换的奇异性检测原理应用于提取局部放电脉冲。为了满足局部放电在线监测的在线准实时要求,提出了改进的尺度空间滤波算法,并将其应用于局部放电脉冲的提取。通过相邻尺度的小波系数直接相乘,可以突出奇异点的信号,并获得基于尺度的屏蔽滤波器,将阈值方法和尺度空间滤波相结合,最终得到基于时域的屏蔽滤波器,将时域滤波器和原信号相乘,就可以提取出局部放电脉冲。仿真试验和发电机实测信号的算例表明,相对于模极大值算法,该方法在提高运算速度的基础上,不但能准确检测出局部放电脉冲,而且能很好地保持局部放电脉冲的幅度和位置。

一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法

钢轨表面擦伤检测是保障铁路运输安全的重要手段之一。应用图像处理和模式识别技术来处理钢轨数字图像,检测并定位擦伤区域是一种可行且发展迅速的研究手段。课题组在前期工作中提出了一种鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法,该算法首先对钢轨图像进行灰度对比度增强,在此基础上定位可疑擦伤区域并进行判定。算法对于常规擦伤图像具有较高的检测性能,但对于钢轨图像包含多处擦伤且擦伤区域灰度值差异较大的情况,往往造成漏检。针对原算法的不足,提出了一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法,该算法对原算法检测到的擦伤区域进行钢轨灰度图均值填充,并对填充后的图像进行二次检测,在重新生成的灰度对比度图中,原检测图像中灰度值不明显的擦伤区域的灰度对比度值得到增强,从而增加了检出的可能性。经实验结果验证,改进算法具有较高的检测性能:在总的时间耗费没有明显增加的情况下,检测的平均准确率为90.8%,平均漏检率为4.0%,较原算法有较大改善。

电涡流位移传感器测量模型及其在叶尖间隙测量中的空间滤波效应

基于电涡流位移传感器测量原理,建立叶尖间隙的有限元模型.根据涡轮发动机等旋转叶片设备叶尖间隙的结构特征与测量需要,建立了具有矢量特性的叶片点阵模型.分析叶片厚度、叶片转速、传感器敏感区大小、信号采样速率引起的空间滤波效应,以及对叶尖间隙测量结果的影响.研究结果表明,一定叶片厚度情况下,叶片转速、传感器敏感区、信号采样速率存在最低要求,这一结论可为叶尖间隙测量系统设计提供重要理论依据.