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一种高速2-D滑动FFT的设计实现
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作者 许丁鸿 张多利 +2 位作者 陶相颖 韩帅鹏 宋宇鲲 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第7期912-918,共7页
文章介绍了采用2-D快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法的滑动窗FFT的基本特性原理和硬件实现过程,完成了窗长256点、步长16点的2-D滑动窗FFT的专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)设计。传统FFT... 文章介绍了采用2-D快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法的滑动窗FFT的基本特性原理和硬件实现过程,完成了窗长256点、步长16点的2-D滑动窗FFT的专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)设计。传统FFT算法受序列完整性的制约,时滞较大,无法满足某些高实时性信号分析领域的处理速度要求。该文采用滑动FFT算法,克服了传统FFT对序列完整性的依赖,设计的滑动FFT处理器使用2-D FFT压缩新序列计算时间,以基16蝶形运算器为核心,采用系数复用和高基Booth方法优化系数编码技术压缩乘法器的数量,减少电路面积。所设计的2-D滑动FFT完成单次滑动窗长的计算时间比传统算法节约了16.1%,变换结果与MATLAB的运算结果相比,信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)大于130 dB。在TSMC 28 nm的工艺下,工作主频为600 MHz,面积为1980μm×2060μm。 展开更多
关键词 快速傅里叶变换(FFT) 滑动FFT 2-d FFT算法 高基Booth编码
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一种适于VLSI处理的计算2-D DFT的新算法
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作者 钱惠生 李萍 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 1996年第3期25-32,共8页
算术付立叶变换AFT[3]是对付立叶分析的一种数论方法,已经表明[4],它对传统的FFT算法形成了挑战。本文在已有的一维AFT算法的基础上,提出了利用二维Mobius求逆公式的二维算术付立叶变换AF算法。对其结构和复杂度的分析表明:二维... 算术付立叶变换AFT[3]是对付立叶分析的一种数论方法,已经表明[4],它对传统的FFT算法形成了挑战。本文在已有的一维AFT算法的基础上,提出了利用二维Mobius求逆公式的二维算术付立叶变换AF算法。对其结构和复杂度的分析表明:二维AFT算法在算法复杂度和运行速度上明显胜过传统FFT算法,最后,给出了实现该算法的程序框图。对它的模拟仿真表明算法无误。 展开更多
关键词 二维算术付立叶变换2-dAFT Mobius求逆公式 二维付立叶变换2-ddFT
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基于FPGA的32位多并行2DFFT处理器的设计
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作者 毛宇河 伍松 《广西科技大学学报》 2020年第1期83-91,共9页
在分析研究FPGA的可并行运算性质及快速高效地进行二维快速傅里叶变换的计算过程的基础上,实现了FPGA支持的32位多并行2DFFT处理器的设计与仿真研究.设计利用Quartus II 13.0进行分析、布线与综合,利用Modelsim SE仿真平台进行仿真测试... 在分析研究FPGA的可并行运算性质及快速高效地进行二维快速傅里叶变换的计算过程的基础上,实现了FPGA支持的32位多并行2DFFT处理器的设计与仿真研究.设计利用Quartus II 13.0进行分析、布线与综合,利用Modelsim SE仿真平台进行仿真测试,并将结果与MATLAB计算结果进行对比验证.结果表明:该处理器充分利用FPGA的并行性和处理能力,解决了普通2DFFT处理器的计算缓慢问题,同时具有运算速度快,结构简易且可重构性能佳等特点. 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 二维快速傅里叶变换(2dFFT) 并行结构
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2维载频条纹傅里叶变换轮廓术 被引量:2
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作者 杨初平 翁嘉文 +1 位作者 杨玲玲 张子邦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期493-496,501,共5页
为了在3维形貌测量中解决非连续物体所存在的非连续相位解包问题并提高测量精度,提出采用2维网格光栅作为空间载频条纹的傅里叶变换轮廓术。首先应用2维傅里叶变换对2维光栅条纹图像进行频谱分析;然后设计带通滤波器分离出两个1维变形... 为了在3维形貌测量中解决非连续物体所存在的非连续相位解包问题并提高测量精度,提出采用2维网格光栅作为空间载频条纹的傅里叶变换轮廓术。首先应用2维傅里叶变换对2维光栅条纹图像进行频谱分析;然后设计带通滤波器分离出两个1维变形光栅条纹,在1幅变形网格光栅条纹得到两个1维光栅各自所对应的包裹相位分布;最后应用查表法进行解包得到确定的调制相位分布,给出了详细的理论推导和实验结果。结果表明,采用2维网格光栅+查表相位解包法很好地解决了1维单一频率光栅条纹的低测量精度、1维双频光栅的频率混叠以及3维测量中高度不连续所存在相位解包问题,该方法是可行的。 展开更多
关键词 信息光学 2维傅里叶变换轮廓术 2维网格光栅 3维形貌测量
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非规则部分校准阵列下的宽带LFM信号二维DOA估计 被引量:1
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作者 罗蓬 刘开华 +1 位作者 史伟光 闫格 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期325-330,共6页
提出了一种宽带线性调频(LFM)信号的二维波达方向(DOA)估计新方法.该方法在空域和时域同时对信号进行采样,并利用观测样本的分数阶Fourier域峰值构造出新的时频空DOA矩阵,进而通过特征值分解的方法实现多个LFM信号的DOA估计.该方法充分... 提出了一种宽带线性调频(LFM)信号的二维波达方向(DOA)估计新方法.该方法在空域和时域同时对信号进行采样,并利用观测样本的分数阶Fourier域峰值构造出新的时频空DOA矩阵,进而通过特征值分解的方法实现多个LFM信号的DOA估计.该方法充分地挖掘了观测信号所包含的时频信息,降低了对阵列结构和阵元一致性的约束,使其适用于阵元几何分布不规则且大部分阵元未经校准的阵列.此外,该方法无需谱峰搜索和二维参数配对,计算简单且估计精度较高.仿真结果显示,在DOA估计的均方根误差(RMSE)相同时,与传统方法相比,该方法可获得6~8 dB的信噪比增益. 展开更多
关键词 阵列信号处理 二维dOA估计 FrFT 宽带LFM信号 部分校准阵列
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基于二维 Fourier 变换的平面形状误差分离新方法 被引量:1
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作者 祝斌 洪迈生 李济顺 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期34-37,共4页
列出了四点法-三点法平面误差分离的测量方程,导出了这类方法所对应系统的传递函数G(k,l)的通式,指出G(0,0)=0是平面形状误差赖以先行分离的先决条件.G(k,l)与多个位移传感器在空间的布点有关,而现有的直线三... 列出了四点法-三点法平面误差分离的测量方程,导出了这类方法所对应系统的传递函数G(k,l)的通式,指出G(0,0)=0是平面形状误差赖以先行分离的先决条件.G(k,l)与多个位移传感器在空间的布点有关,而现有的直线三点法和矩形四点法都因布点不当而引起谐波损失.据此,提出了一种新的“不对称四点法”:被测工件安放在工作台上,四个位移传感器组合在一个测量架上以扫划工件表面和采集数据.只要这四个传感器布置在不对称四边形的各个端点上,且各点在xOy平面上的坐标距离(以离散化了的采集点数表示)间各自互质,并分别与x或y轴上的总采样点数N或M互质,就可以确保G(k,l)中除了G(0,0)=0外,任何阶谐波都不被抑制,实现平面度的不失真测量和分离. 展开更多
关键词 平面形状误差 误差分离 傅里叶变换
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Numerical modeling of 3D DC resistivity method in the mixed space-wavenumber domain 被引量:1
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作者 Dai Shi-Kun Ling Jia-Xuan +4 位作者 Chen Qing-Rui Li Kun Zhang Qian-Jiang Zhao Dong-Dong Zhang Ying 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2021年第3期361-374,432,433,共16页
Forward modeling is the basis of inversion imaging and quantitative interpretation for DC resistivity exploration.Currently,a numerical model of the DC resistivity method must be finely divided to obtain a highly accu... Forward modeling is the basis of inversion imaging and quantitative interpretation for DC resistivity exploration.Currently,a numerical model of the DC resistivity method must be finely divided to obtain a highly accurate solution under complex conditions,resulting in a long calculation time and large storage.Therefore,we propose a 3D numerical simulation method in a mixed space-wavenumber domain to overcome this challenge.The partial differential equation about abnormal potential is transformed into many independent ordinary differential equations with different wavenumbers using a 2D Fourier transform along the x axis and y axis direction.In this way,a large-scale 3D numerical simulation problem is decomposed into several 1D numerical simulation problems,which significantly reduces the computational and storage requirements.In addition,these ordinary 1D differential equations with different wavenumbers are independent of each other and high parallelelism of the algorithm.They are solved using a finite-element algorithm combined with a chasing method,and the obtained solution is modified using a contraction operator.In this method,the vertical direction is reserved as the spatial domain,then grid size can be determined flexibly based on the underground current density distribution,which considers the solution accuracy and calculation efficiency.In addition,for the first time,we use the contraction operator in the integral equation method to iterate the algorithm.The algorithm takes advantage of the high efficiency of the standard Fourier transform and chasing method,as well as the fast convergence of the contraction operator.We verified the accuracy of the algorithm and the convergence of the contraction operator.Compared with a volume integral method and goal-oriented adaptive finite-element method,the proposed algorithm has lower memory requirements and high computational efficiency,making it suitable for calculating a model with large-scale nodes.Moreover,different examples are used to verify the high adaptability and parallelism of the proposed algorithm.The findings show that the 3D numerical simulation method of DC resistivity method in a mixed space-wavenumber domain is highly efficient,precise,and parallel. 展开更多
关键词 3d dC numerical simulation a mixed space-wavenumber domain 2d fourier transform contraction operator
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基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准 被引量:1
8
作者 高炳像 刘俊 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 2011年第4期185-187,共3页
该文针对一种新的基于相位相关的图像配准方法,在需要配准的两幅图像中心选取同样大小的区域,在对数极坐标的表示下,这两个区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号。首先可以利用相位相关法求得旋转角度和缩放因子,然后... 该文针对一种新的基于相位相关的图像配准方法,在需要配准的两幅图像中心选取同样大小的区域,在对数极坐标的表示下,这两个区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号。首先可以利用相位相关法求得旋转角度和缩放因子,然后根据上一步求得的结果再次利用相位相关法求出两个方向上的平移参数,至此可以获得图像的配准参数。对Fourier-Mellin算法进行MATLAB仿真,实验结果表明了该算法可以获得较好的配准结果。 展开更多
关键词 图像配准 相位相关 傅里叶变换 对数极坐标表示 二维脉冲信号
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空间欠采样宽带线性调频信号二维DOA估计
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作者 冯浩然 阮怀林 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期296-300,共5页
宽带线性调频(LFM)信号较大的工作带宽会对传统数据处理造成压力。为此,提出一种在空间欠采样条件下对LFM信号进行二维波达方向估计的方法。根据分数阶傅里叶变换对宽带LFM信号的能量聚集特性,将信号源分离为平稳单频信号,并建立一种新... 宽带线性调频(LFM)信号较大的工作带宽会对传统数据处理造成压力。为此,提出一种在空间欠采样条件下对LFM信号进行二维波达方向估计的方法。根据分数阶傅里叶变换对宽带LFM信号的能量聚集特性,将信号源分离为平稳单频信号,并建立一种新的空间时频数据模型。在此基础上,构建空间均匀圆阵对入射信号进行处理,然后运用整数搜索法实现接收信号俯仰角和方位角的无模糊估计。仿真结果表明,相比非均匀L阵的阵列形式,该方法能够有效提升估计精度,降低计算量和运算复杂度。 展开更多
关键词 均匀圆阵 线性调频信号 分数阶傅里叶变换 二维波达方向估计 整数搜索法
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利用LOFAR谱图的二维傅里叶变换脊计算波导不变量 被引量:25
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作者 安良 王志强 陆佶人 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期2930-2933,共4页
该文提出了利用被动声纳信号LOFAR谱图的二维傅里叶变换计算波导不变量的方法。在用简正波方法分析了两种典型波导的波导不变量分布情况的基础上,推导了利用LOFAR谱图二维傅里叶变换脊计算波导不变量的公式。运用该公式仿真计算了Pekeri... 该文提出了利用被动声纳信号LOFAR谱图的二维傅里叶变换计算波导不变量的方法。在用简正波方法分析了两种典型波导的波导不变量分布情况的基础上,推导了利用LOFAR谱图二维傅里叶变换脊计算波导不变量的公式。运用该公式仿真计算了Pekeris波导和具有负跃层的浅海波导声场中声源深度从10m变化到90m时的波导不变量值,经过与南海试验数据的计算对比,两者计算结果相符。与简正波方法相比,该方法不需要精确了解海洋环境参数,同时避免了复杂的微分方程求解运算,更适合于信号的实时处理。 展开更多
关键词 LOFAR谱图 波导不变量 二维傅里叶变换
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随机激励三维路面空间域模型建模与仿真 被引量:8
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作者 罗竹辉 魏燕定 +2 位作者 周晓军 杨富春 谢明祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期68-72,共5页
对比国标给定幂函数形式的路面功率谱密度,采用最小二乘非线性参数估计法对路面功率谱密度有理函数表达式中的参数进行估计,将一维路面功率谱扩展成二维功率谱,推导了三维路面建模的二维傅里叶逆变换法。在MATLAB中利用该方法和传统方... 对比国标给定幂函数形式的路面功率谱密度,采用最小二乘非线性参数估计法对路面功率谱密度有理函数表达式中的参数进行估计,将一维路面功率谱扩展成二维功率谱,推导了三维路面建模的二维傅里叶逆变换法。在MATLAB中利用该方法和传统方法生成C级路面高程数据,将仿真得到的三维路面直线轨迹、弯曲轨迹高程进行采样后做功率谱估计,并与标准等级路面功率谱对比。结果表明:该方法生成高程数据快,得到的三维路面横向、纵向直线轨迹和弯曲轨迹路面高程具有相同的功率谱特性。 展开更多
关键词 路面三维模型 二维傅里叶逆变换 路面不平度 随机激励
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基于FTP的二维傅里叶变换的研究 被引量:7
12
作者 孟凡文 吴禄慎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期955-957,共3页
傅里叶变换轮廓术(FTP)是三维物体形貌测量的重要方法,一维傅里叶变换可用于一般曲面相位解调,但对高频干扰和低频背景噪声敏感。连续应用一维傅里叶变换或反傅里叶变换可实现二维傅里叶变换,采用二维傅里叶变换,进行二维频谱分析,可用... 傅里叶变换轮廓术(FTP)是三维物体形貌测量的重要方法,一维傅里叶变换可用于一般曲面相位解调,但对高频干扰和低频背景噪声敏感。连续应用一维傅里叶变换或反傅里叶变换可实现二维傅里叶变换,采用二维傅里叶变换,进行二维频谱分析,可用来分离和提取有用三维信息。具体实验验证表明,二维傅里叶变换能消除沿非栅线方向造成的灰度变化以及高频噪声,减小计算结果沿Y方向的波动,更好反映三维物体细节信息,提高相位解调的精度。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 二维傅里叶变换 相位解调 噪声抑制
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时空欠采样线性调频信号参数及其二维到达角联合估计 被引量:5
13
作者 田达 陈天麒 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期709-714,共6页
针对宽频段(2-18GHz)内非平稳来波信号的参数估计和测向问题,提出一种时空欠采样线性调频信号参数与二维到达角联合估计方法。该方法首先用时域解线调方法估计调频斜率,然后在分数阶傅里叶变换(FRFT)域进行滤波,实现信号提取。利用参考... 针对宽频段(2-18GHz)内非平稳来波信号的参数估计和测向问题,提出一种时空欠采样线性调频信号参数与二维到达角联合估计方法。该方法首先用时域解线调方法估计调频斜率,然后在分数阶傅里叶变换(FRFT)域进行滤波,实现信号提取。利用参考阵元及其延时通道进行无模糊初始频率估计,通过构建FRFT波束空间阵列模型实现无模糊测向。数值仿真表明,该方法能够实现宽频段内多个线性调频信号的参数和二维到达角精确估计,在低信噪比下仍有较好的估计性能。 展开更多
关键词 时空欠采样 线性调频信号 参数估计 二维到达角 分数阶傅里叶变换
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二维带限信号正则重构和外推的快速算法 被引量:2
14
作者 王彦飞 肖庭延 《信号处理》 CSCD 2001年第5期429-435,共7页
本文给出用离散正则化方法进行二维带限信号重构和外推的快速算法。其基本思想是将正则化方法与快速Fourier变换(FFT)结合起来,而正则参数的选取则基于偏差原理和作者提出的三阶收敛算法来实现,并进行数值了模拟。计算结... 本文给出用离散正则化方法进行二维带限信号重构和外推的快速算法。其基本思想是将正则化方法与快速Fourier变换(FFT)结合起来,而正则参数的选取则基于偏差原理和作者提出的三阶收敛算法来实现,并进行数值了模拟。计算结果表明本文给出的新算法具有快速、稳定和抑制高频噪音干扰等优点。 展开更多
关键词 信号处理 二维带限信号 离散正则化 信号重构 信号外推 快速算法
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二维傅立叶变换及其π相移的解相技术研究 被引量:1
15
作者 吴禄慎 邵兴意 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2004年第1期1-4,共4页
探讨了二维傅立叶变换和π相移技术用于三维面形的测量,消除了背景光强对频谱图的影响,避免了频谱混叠,有利于一级谱的准确提取,增大了曲面的可测梯度,可用于复杂形面的测量,同时在频域中绕过移频,避免了主频点的漂移.研究结果表明:该... 探讨了二维傅立叶变换和π相移技术用于三维面形的测量,消除了背景光强对频谱图的影响,避免了频谱混叠,有利于一级谱的准确提取,增大了曲面的可测梯度,可用于复杂形面的测量,同时在频域中绕过移频,避免了主频点的漂移.研究结果表明:该方法测量精度较高,简单、有效. 展开更多
关键词 二维傅立叶变换 π相移 移频 解相技术 非接触三维物体 表面轮廓测量
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基于改进二维离散希尔伯特变换的图像边缘检测方法 被引量:23
16
作者 王珂 肖鹏峰 +2 位作者 冯学智 吴桂平 李晖 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期421-427,433,共8页
提出一种新的基于二维希尔伯特变换的边缘检测方法。对于频域信号而言,希尔伯特变换不改变信号的幅值,而仅仅改变其相位,即负频率的相位作+90°相移,而正频率作-90°相移。经由傅里叶变换后,边缘特征呈极值状态,因此本文利用二... 提出一种新的基于二维希尔伯特变换的边缘检测方法。对于频域信号而言,希尔伯特变换不改变信号的幅值,而仅仅改变其相位,即负频率的相位作+90°相移,而正频率作-90°相移。经由傅里叶变换后,边缘特征呈极值状态,因此本文利用二维离散希尔伯特变换实现边缘检测。由于二维离散希尔伯特变换结果具有方向性,提出利用两个呈正交性的二维离散希尔伯特变换的幅度平方和来检测图像边缘特征。此外将高斯核函数引入到希尔伯特变换中,以减少图像噪声对检测结果的影响,并根据PSNR(峰值信噪比)来确定最佳参数σ,从而得到理想的边缘检测效果。为验证该方法的检测结果,将所提方法与传统边缘检测算子的检测效果进行了比较分析,并将该方法运用于卫星遥感图像中,结果表明该方法可以有效地应用于边缘检测工作中。 展开更多
关键词 二维离散希尔伯特变换 高斯函数 边缘检测 傅里叶变换 频域
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应用二维窗口傅里叶变换实现全息图数值再现 被引量:2
17
作者 翁嘉文 杨初平 黄迪 《光学与光电技术》 2009年第4期45-48,57,共5页
应用二维高斯窗口傅里叶变换对全息图进行局部分析。首先定义二维窗口傅里叶变换,并从理论上证明通过二维高斯窗口傅里叶变换所获得的叠加频谱与傅里叶变换所获得的频谱是一致的。对菲涅尔全息图进行数值再现时,通过提取窗口区域内局部... 应用二维高斯窗口傅里叶变换对全息图进行局部分析。首先定义二维窗口傅里叶变换,并从理论上证明通过二维高斯窗口傅里叶变换所获得的叠加频谱与傅里叶变换所获得的频谱是一致的。对菲涅尔全息图进行数值再现时,通过提取窗口区域内局部全息图的+1级频谱信息,并随着窗口中心在整幅全息图上逐点移动,将窗口傅里叶变换局部分析所获得的+1级频谱叠加求和,可有效地重构出与+1级衍射像相对应的完整频谱信息,在一定程度上改善了0级以及±1级衍射像所对应的不同频谱之间的串扰,提高了再现像的质量。 展开更多
关键词 全息 数值再现 空间滤波 二维窗口傅里叶变换
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航空重力梯度测量的基本理论及应用 被引量:3
18
作者 张永明 张贵宾 盛君 《地质装备》 2006年第6期23-27,共5页
文章由重力和重力梯度的基本理论出发,讨论了重力分量和重力梯度张量分量的2-D傅立叶变换与重力位的傅立叶变换之间的关系。推导了航空重力梯度仪的测量原理,并对航空重力梯度测量的应用做了简要的介绍。
关键词 重力梯度 2-d傅立叶变换 航空重力梯度测量 原理 应用
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基于相位相关的图像配准算法 被引量:34
19
作者 郑志彬 叶中付 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2006年第4期444-449,共6页
提出了一种新的基于相位相关的图像配准方法:首先在参考图像中心处截取一个小区域图像,然后在待配准图像中寻找一个同样大小的区域,使得在对数极坐标表示下,这两个小区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号。所要寻找的... 提出了一种新的基于相位相关的图像配准方法:首先在参考图像中心处截取一个小区域图像,然后在待配准图像中寻找一个同样大小的区域,使得在对数极坐标表示下,这两个小区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号。所要寻找的小区域中心点在待配准图像中的位置即为所要估计的平移参数,二维脉冲信号中脉冲的位置与缩放因子和旋转角度有关,由此而得到图像配准参数。实验结果表明该方法具有很好的配准效果。 展开更多
关键词 图像配准 相位相关 傅里叶变换 对数极坐标表示 二维脉冲信号
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用衍射谱表征颗粒形状 被引量:5
20
作者 任中京 胡荣泽 《粉体技术》 1996年第1期47-51,共5页
讨论了一种描述颗粒形状的新方法,给出了颗粒形状与颗粒衍射谱角分布的关系。
关键词 颗粒形状 衍射谱 粒度分析
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