采用改进特征子空间投影的SAR脉冲式直达波干扰抑制方法

射频干扰(RFI)会污染合成孔径雷达(SAR)回波信号,增加SAR图像解译难度。脉冲式直达波干扰(PDWI)作为典型的RFI,在原始回波域以明亮条纹状掩盖SAR回波信息,对SAR成像质量产生严重影响。现有的干扰抑制方法中,传统的特征子空间投影(ESP)方法对整条含干扰脉冲进行干扰抑制,造成了脉冲中非干扰位置有用信号损失。为了保护有用信号,该文提出一种改进ESP的SAR脉冲式直达波干扰抑制方法。首先,通过两次检测干扰,获取PDWI在时域中的具体位置。其次,仅对检测的干扰位置数据,采用ESP将有用信号和干扰信号分离。最后,从原始数据中减去ESP重构的干扰数据以实现干扰抑制。仿真和实测数据处理表明,与现有方法相比,该方法能够有效避免SAR原始数据中有用信号的损失,抑制了脉冲式直达波干扰。

基于子空间投影的生成对抗网络红外图像降噪

针对红外图像信噪比低、边缘信息模糊、杂波干扰多等检测难点,提出一种基于子空间投影的生成对抗网络红外图像降噪方法。首先,生成器由U-Net结构和子空间注意力网络构成,编码阶段由4层下采样实现图像特征提取,解码阶段由4层上采样重建图像。其次,在每层跳跃连接中加入子空间投影网络,每层特征图与同层上采样后图像共同放入子空间投影网络进行图像特征融合,将投影特征图与原始高级特征融合实现图像降噪。最后,将图像输入到鉴别器进行对抗训练,得到清晰重建图像。实验结果表明,与BM3D,DnCNN等常用算法相比,改进的生成对抗网络算法有更好的客观评价指标效果,PSNR和SSIM分别达到了34.36,0.9852 dB,从而验证了改进算法的良好降噪性能。

基于子空间投影的舰船图像轮廓特征提取方法

特征提取技术是计算机视觉以及图像处理领域的一个研究热点,在各领域都取得了较为显著的应用成效。本文从舰船图像轮廓特征提取入手,通过正交化各类投影子空间,设计出一个舰船图像轮廓特征的二元损失函数,不断优化识别检测算法,验证本次基于子空间投影的舰船图像轮廓特征提取方法的分类性能与泛化能力。

一种子空间投影的天然气管网调度算法

以重庆天然气管网系统的最大产量为目标函数,同时考虑了管道强度、增压站、脱水站、净化厂运行参数及硫化氢(H 2S)含量等约束条件,建立了重庆天然气管网运行优化的数学模型。同时提出了一种子空间投影的天然气调度算法,对该天然气调度模型进行求解,该算法使用迭代方法在子空间中寻找一个近似解,大幅减少计算复杂度,从而快速对天然气管网进行调度。结合重庆天然气管网调度的实例进行计算验证,所提算法能满足重庆天然气管网的运行条件,保证产能最大化,更具有效性和实用性,能保障重庆天然气管网安全生产和自适应高效运行。

基于各向异性空间投影的地铁列车底部巡检机器人避障研究

针对地铁列车底部的非示教场景,提出一种基于各向异性的空间投影的点云分割新算法。算法针对使用立体相机获取的三维点云数据,将点云数据投影到机器人坐标系下的不同平面上,然后利用聚类算法获得目标的分割区域,再映射回点云空间计算出相应的包围盒。在整列地铁车厢底部进行的多次实验验证取得了预期的效果,证明了算法的有效性,可以实现地铁列车底部复杂环境下的高效规划避障。

基于空间变换预处理的噪声子空间投影法

针对基于噪声子空间投影的空间谱合成技术对输入信噪比(SNR)要求较高的问题,该文提出一种基于空间变换预处理的改进噪声子空间投影法。在子阵维度上,对阵列数据进行拆分处理,得到空间-空间-频率3维数据;利用空间投影变换,将其重新投影为空间-频率2维数据,实现子阵维度相干累积,提高空间变换后输入信噪比;采用噪声子空间投影法,对变换后数据进行处理,实现空间谱合成。数值仿真和实测数据处理结果表明:相比噪声子空间投影法,在保持方位分辨率不变的前提下,所提方法对输入信噪比的最低要求降低约6 dB,有效提升了噪声子空间投影法的弱信源检测性能。

利用点云空间投影概率特征的隧道钢拱架检测与提取

基于三维点云扫描的隧道钢拱架支护结构快速识别与提取是隧道专用设备智能化感知的关键环节,受隧道施工环境和成本限制,专用设备台车扫描的点云缺失了强度信息,增大了钢拱架点云提取分割的难度。针对这一问题,本文提出了一种利用点云空间投影概率特征的隧道钢拱架检测与提取方法。首先,根据隧道轴线和横断面对隧道点云进行空间投影,形成基于隧道横剖面的投影图像;然后,基于钢拱架点云投影分布的特征,并结合数字图像方法,检测钢拱架投影区域;最后,提取投影区域对应的钢拱架支护结构点云,分析钢拱架位置和状态。该方法通过设置投影参数保证基于单站点云扫描数据的拱架提取的准确性和灵活性,可应用于湿喷过程中钢拱架被混凝土覆盖情况下的拱架识别定位。

基于空间投影的函数最佳平方逼近注记

将线性代数中的向量空间投影理论应用到函数最佳逼近,最小二乘法与微分方程Galerkin方法求解问题中,一方面,将不同学科之间交叉融合,开阔学生视野培养学生融会贯通的能力;另外一方面,从几何的角度处理,直观、学生容易理解;从而为从事相关课程教学的老师提供一定的参考.

融合目标检测和空间投影的增强现实方法

实现对固定目标物的注册跟踪方法中,目前最常使用预制标识物的方法,或者需要使用集成深度摄像头等配件的专业AR设备,成本较高.针对现有方法的缺陷,提出一种融合目标检测和空间投影算法的简单协作式混合跟踪注册技术,先通过深度学习算法进行目标检测得到目标物类型,再利用传感器位姿信息通过空间投影算法确定目标物ID,从而提高了虚拟信息叠加在真实场景中的匹配度和准确性.基于此算法实现了智慧物联基础设施维护的增强现实应用,并对灯杆、垃圾桶等目标物进行了实验.实验结果表明,本方法可以在普通智能手机及AR眼镜上运行,取得了预期效果,也避免了预制标识物,降低了对硬件资源的要求.

基于空间投影的全双工MIMO中继站自反馈干扰抑制

建立由基站、全双工MIMO中继站和用户站组成的系统模型,获得MIMO自反馈干扰矩阵。当自反馈干扰信号最大多径时延大于符号周期时,根据自反馈干扰矩阵张成空间,设计并添加信号空间投影滤波器到中继站中实现自反馈干扰抑制。针对自反馈干扰矩阵是否满秩,滤波器设计分别采用子空间和零空间投影算法,并讨论了不同投影算法下对中继站接收信号误码率影响和自干扰信号的残留量。理论分析和仿真结果表明,所提出的空间投影算法对自反馈干扰的抑制有较理想的效果。

基于加权信号子空间投影的MUSIC改进算法

针对MUSIC算法在小快拍条件下DOA估计时性能降低的缺点,提出采用加权信号子空间投影的方法加以改善。首先对信号子空间进行主特征值倒数加权,并将结果与MUSIC空间谱进行叠加。新方法保持了噪声子空间处理的高分辨力,并通过信号子空间处理提高了对有限数据误差的稳健性。理论和统计性能分析表明其对多目标分辨力优于MUSIC方法,特别是在小快拍条件下表现了良好的性能。

采用局部正交子空间投影的高光谱图像异常检测

正交子空间投影是一种需要已知待分类目标特征信息监督分类算法。为了扩展该算法的应用,本文提出了局部正交子空间投影算法,并将其成功应用于高光谱图像异常检测中。异常检测常用于自然背景下的人工目标提取,在小范围邻域内地物类型相对单一。基于此,以被检测点作为感兴趣目标,被检测点邻域内样本的均值作为不感兴趣目标,构造局部投影算子。实验结果显示:本算法能够检测出含量高于30%的亚像元目标;通过适当增大滑动窗尺寸,可检测像元面积较大的目标且不受Hughes效应影响;当波段数为80时,运算时间不足RX算法的1/10。得到的数据表明,局部正交子空间投影算法检测精度高、运算速度快,适用于实时高光谱图像异常检测。

基于子空间投影的未知背景航拍高光谱图像恒虚警目标检测

针对航拍高光谱图像中未知背景地物特征条件下小目标的检测问题,给出一种检测算法。利用目标的低概率特性,通过模糊聚类获取高光谱图像中背景的光谱特性;然后将高光谱数据向背景光谱信号的正交子空间及目标信号子空间投影以抑制背景和噪声信号;最后在特征层利用广义似然比检验构造出具有恒虚警特性的检测器,完成融合检测过程。理论分析和实验结果表明了算法的有效性。

利用局域子空间投影提高子空间类DOA估计算法的谱分辨力

本文提出一种新的用于子空间类DOA估计算法的阵列协方差矩阵噪声子空间投影矢量的选取方法———局域子空间投影 (LSP) .该投影矢量选取方法有利于压低真实信源方位附近 ,非信源方位对应的谱曲线高度 ,从而提高子空间类高分辨DOA估计算法的分辨力 .LSP算法的估计偏差和信噪比分辨门限明显低于MUSIC算法 ,而估计方差几乎与MUSIC相同 .计算机仿真结果证明了文中对LSP算法性能理论分析的正确性和LSP算法的有效性 .

子空间投影稳健波束形成算法及其性能分析

基于投影方法的稳健波束形成算法能够用于改善一般导向矢量失配的稳健性,而且相比于其他算法实现简单。通过分析,在信号加干扰子空间准确已知的条件下,该方法与基于特征子空间的稳健算法等价。由于该方法适用于较高信噪比和较低信号加干扰子空间维数的场景,而且子空间及其维数必须是已知的,因此给出了一种用于信号加干扰子空间及其维数的稳健估计方法,使该算法的应用条件得以满足。详细分析了理想条件下子空间选取对算法性能的影响,并进行了详细的仿真分析,验证了所提出方法的正确性和有效性。

基于改进子空间投影的无源雷达弱目标检测方法

基于子空间投影的无源雷达弱目标检测方法是将回波通道接收信号投影到与多径干扰子空间和强目标子空间均正交的子空间内,需要构造的投影矩阵维数过大,导致计算量很大。为了解决这一问题,利用多次小维数投影代替大维数投影,提出了一种改进的无源雷达弱目标检测方法。首先将接收信号投影到多径干扰的正交补子空间内,然后连续地将信号投影到强目标的正交补子空间内,最终达到干扰抑制和弱目标检测的目的。本方法可以有效抑制多径、强目标干扰,在保持检测性能的同时大幅度降低计算量,提高了方法的实时性。仿真结果表明了方法的有效性。

加权伪噪声子空间投影的修正MUSIC算法

多重信号分类(multiple signal classification:MUSIC)方法通过计算搜索导向矢量与噪声或信号子空间的距离来估计波达方向,对采样协方差矩阵的依赖性较大。在小快拍或存在强弱临近信号条件下,采样协方差矩阵的估计值与真实值通常存在较大差异,导致估计的噪声或信号子空间发生畸变,严重恶化了MUSIC方法的波达角估计性能。针对该问题,本文提出采用加权伪噪声子空间投影的改进方法(称为wpnMUSIC)。该方法在修正数据相关矩阵的基础上估计与搜索导向矢量对应的伪噪声子空间并利用其在伪噪声子空间的投影值对MUSIC空间谱进行加权处理,在保持子空间处理方法高分辨能力的同时改善了对小快拍和强弱信号的稳健性。理论分析和仿真实验表明本文方法对强弱临近目标的分辨能力优于MUSIC方法。

GPS空时抗干扰子空间投影方法

根据GPS接收机接收信号、噪声和干扰的特点,将子空间投影方法与空时信号处理相结合,利用基于数据域相关相减结构多级维纳滤波器(CSA-MWF)的前向递推多级分解特性构造出空时二维干扰子空间,进一步求出空时抗干扰最佳权。与传统的特征值分解方法相比,该方法避免了估计接收数据协方差矩阵及其特征分解运算,计算量大幅下降,同时抗干扰性能不受影响,适合多变环境和小数据样本情况。该方法结构简单,具有较高的可行性和实用性。仿真结果验证了该方法对窄带和宽带干扰均有效。

子空间投影后波束形成的导航接收机抗干扰性能分析

利用导航信号淹没于干扰信号和热噪声的特点,将天线阵列接收的空时信号矢量向干扰子空间的正交子空间投影以实现干扰抑制。当接收机对投影后的单阵元数据捕获成功后,利用捕获估计的本地扩频码相位作为参考信号,依据最小均方误差准则进行波束形成。仿真结果表明该抗干扰算法在零陷强干扰的同时使主波束指向导航信号来波方向,有效提高了阵列输出信干噪比,并降低了空时自适应处理对导航信号伪码相关峰形状和载波跟踪性能的影响。

基于空间投影的高冗余Gabor框架采样系统信号重构方法

针对窄脉冲信号的采样与重构,基于指数再生窗Gabor框架的欠Nyquist采样方法已经得到验证,但是当框架高度冗余时,使用传统方法对信号进行子空间探测会导致重构较大误差甚至失败。本文设计了分块的对偶Gabor字典,构建了基于该字典采样系统的重构模型;将分块思想引入冗余字典条件下信号空间投影,提出了基于Gabor分块字典的信号空间投影的SCoSaMP(simultaneous compressive sensing matching pursuit)算法,分析了算法的收敛条件;推导了噪声条件下基于近似oracle估计的误差边界,并对算法进行降噪分析。仿真结果表明,提出的子空间探测方法相比传统方法,提高了信号恢复精度,降低了采样通道数,并增强了系统的鲁棒性。