基于MTF-Swin Transformer的风机齿轮箱故障诊断

针对风机齿轮箱实际工况复杂多变及含有强噪声,传统故障诊断方法对风机齿轮箱故障诊断识别准确率较低的问题,文章提出了MTF-Swin Transformer风机齿轮箱故障诊断模型。首先,采用马尔科夫变迁场(MTF)图形编码方法将原始一维振动时序信号转化为具有关联时间信息的二维特征图谱;然后,将特征图谱作为Swin Transformer模型的输入,基于自注意力机制进行自动特征提取;最后,实现对不同故障类型的分类。仿真结果表明,该方法对齿轮箱故障诊断准确率达到了99.48%,证明了该方法的有效性和优越性。

基于MTF和改进残差网络的轴承故障定量诊断方法

有别于目前滚动轴承故障诊断多集中在定性分析阶段,提出了一种使用图像分类的滚动轴承故障定量诊断方法.采用重叠采样方法,对一维时序数据进行数据增强,使用马尔可夫转换场(Markov transition field,MTF)方法将一维时序数据转换成二维图像,为输入到神经网络模型中提供二维图像样本并保留了时域信息,搭建和训练基于迁移学习微调处理的ResNeXt和ResNeSt改进残差网络,将故障图像进行分类并实现故障诊断.采用混淆矩阵和t分布领域嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)可视化方法进行实验,结果表明,该滚动轴承故障定量诊断方法能够实现多工况滚动轴承故障的定量诊断,且具有诊断精度高和训练速度快的优点.

基于在轨MTF测试的定量图像质量提升方法

针对TDI推扫型光学遥感载荷在轨工作时可能出现的垂轨或沿轨方向图像质量下降现象,提出一种基于在轨MTF测试的单方向可定量图像质量提升方法。首先,采用刃边法测试得到沿轨和垂轨两个方向的MTF曲线,选取从零频到奈奎斯特频率范围内的n个不同频率点,根据MTF目标值与实测值的比值确定各选定频率点的MTF提升倍数,依据频域响应特性并以提升倍数作为频域响应幅值构建空域卷积函数,同时结合在轨实测信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)构建抑噪函数,在确保SNR的前提下实现的MTF的定量提升。根据在轨试验验证结果表明,按照所提方法进行图像质量提升,在噪声抑制阈值0.5 dB范围内,垂轨方向MTF基本不变,沿轨方向奈奎斯特频率点的MTF提升2.51倍,获取的图像清晰度提升8.33%,证明该方法可有效实现定量图像质量提升。

基于微结构的红外焦平面芯片MTF测试

调制传递函数是用于评价红外焦平面芯片对不同空间频率目标成像能力的重要参数,焦平面芯片的调制传递函数受像元光敏面尺寸、中心距和载流子扩散长度的影响,随着像元中心距的减小,载流子扩散长度对调制传递函数的影响将更加明显。本文针对倒装互联结构焦平面芯片调制传递函数的测试需求,设计了一种方便、准确的调制传递函数测试方法,通过金属沉积、光刻等工艺在焦平面芯片表面制备特殊的微结构代替倾斜刀口,采用通用的红外焦平面测试系统获得了芯片的调制传递函数。测试结果显示采用该方法能准确方便地完成焦平面芯片的调制传递函数提取,便于焦平面芯片生产和研制单位快速地实现芯片的调制传递函数测试评价及工艺设计验证。

红外双反射镜折转光学系统的MTF测量

为了压缩总长度,红外热像仪普遍采用双反射镜折布局(U型)及箱式壳体,而现有传函仪仅能测量非折转布局(一字型)的光学系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),导致传函仪无法接到U型光学系统的像面,因此无法测量其MTF。为了解决该难题,本文采用光瞳衔接的方式,设计和加工一个中继镜组把U型光学系统的像面引出,通过测量组合系统的MTF,再计算出U型光学系统的MTF,从而解决其MTF测量的难题。然后使用6个同一个型号的红外热像仪对测量方法进行验证,在排除影响测量的干扰因素以后,通过测量组合系统MTF,再计算出U型光学系统的MTF。同时,在测量过程中发现5#、6#红外热像仪的U型光学系统的MTF下降较多,通过红外中心偏差测量仪的测量,发现第三、四镜片的中心偏差较大,故重新装调和控制,从而使U型光学系统的MTF有大幅提升。该方法为U型光学系统的MTF测量和性能提升提供了新的思路。

基于MTF-CNN的轴承故障诊断研究

轴承故障诊断对保证机械设备的安全十分重要。近年来,数据驱动的故障诊断方法得到了研究者的关注。与传统的依赖于专家经验的故障特征提取方法不同,深度学习方法可以实现端到端自动故障特征提取与分类。针对一维信号作为卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)输入时无法充分利用数据间的相关信息的问题,提出一种基于MTF-CNN的轴承故障诊断方法。利用马尔可夫变迁场(Markov transition field,MTF)对采集到的振动信号进行编码,根据数据之间的转移概率得到不同时间间隔内的数据相关性并生成相应特征图,之后将其输入卷积神经网络完成特征的提取并进行故障分类。采用凯斯西储大学轴承数据对模型进行验证,试验结果表明该模型达到99.8%以上的故障诊断准确率,与其他图像编码方式相比获得了较好的泛化性能。

Restoration of space-variant blurred image based on motion-blurred target segmentation

In imaging on moving target, it is easy to get space- variant blurred image. In order to recover the image and gain recognizable target, an approach to recover the space-variant blurred image is presented based on image segmentation. Be- cause of motion blur＇s convolution process, the pixels of observed image＇s target and background will be displaced and piled up to produce two superposition regions. As a result, the neighbor- ing pixels in the superposition regions will have similar grey level change. According to the pixel＇s motion-blur character, the target＇s blurred edge of superposition region could be detected. Canny operator can be recurred to detect the target edge which parallels the motion blur direction. Then in the segmentation process, the whole target image which has the character of integral convolution between motion blur and real target image can be obtained. At last, the target image is restored by deconvolution algorithms with adding zeros. The restoration result indicates that the approach can effectively solve the kind of problem of space-variant motion blurred image restoration.

Azimuth space-variant properties of BiSAR with nonequal velocities

Bistatic SAR possesses characteristic of the azimuth space-variant when the velocities of transmitter and receiver are not equal. The geometric model of BiSAR with the parallel trajectories and the nonequal platform velocities is presented. Analyzing the motion relationship of transmitter and receiver, the formula of azimuth spacevariant is derived in time domain. Via Taylor polynomial expansions, the azimuth space-variant is factorized by four terms： zero-order, first-order, second-order, and third-order term. And, their impacts on impulse response are illuminated. Some characteristics about azimuth space-variant of airborne BiSAR case are exhibited by simulation experiments, and these simulated results are coincident with the formulae of azimuth space-variant.

翘嘴鳜mtf-1表达特征分析及镉胁迫对其节律性表达的影响

为了研究翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)金属调节转录因子-1(Metal-regulated transcription factor-1, mtf-1)序列特征、组织表达及重金属镉胁迫对其昼夜节律性表达的影响,研究对翘嘴鳜mtf-1基因启动子顺式调控元件和序列特征,以及该基因在不同组织中的表达模式进行了分析,并对水体镉胁迫下翘嘴鳜脑组织中mtf-1基因表达昼夜节律性变化进行了研究。结果表明,翘嘴鳜mtf-1启动子中存在锌指蛋白ZNF136、ZNF384和ZNF143结合位点,表明其表达受金属离子的潜在调控,另外,翘嘴鳜mtf-1启动子中还发现核心生物钟基因RORβ结合位点,表明mtf-1基因可能参与昼夜节律调控。基因结构域分析表明翘嘴鳜mtf-1基因存在一个高度保守的DNA结合域及一个不保守的反式激活域。mtf-1基因在翘嘴鳜不同组织中均有表达,其中脑组织中表达量最高、肾脏其次。在自然条件下,翘嘴鳜脑组织中mtf-1基因呈现昼低夜高的表达趋势,其基因表达峰值相位为ZT 12.65h(一日中的黄昏时期),这与翘嘴鳜昼伏夜出,黄昏最活跃的生活习性相符。在水体镉胁迫下,翘嘴鳜脑组织mtf-1基因昼夜都呈现持续低表达,昼夜表达差异不显著,表明水体镉胁迫能显著抑制翘嘴鳜mtf-1基因表达,破坏鳜鱼脑组织mtf-1昼夜节律。

TDICCD相机平台振动所致的MTF空间移变降质

卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从卫星振动对TDICCD相机推扫成像采样过程的作用机理出发,结合理论推导与仿真研究,得到了平台振动引起的图像空间移变降质及表征方法。然后在振动复原模型的基础上,推导得出MTF空间移变降质对复原处理误差的影响,并基于实际卫星图像开展了复原实验。实验结果表明:当振动所致图像MTF空间移变降质小于15%时,复原处理后的图像与理想图像的结构相似度优于0.95,而且处理误差所导致的图像失真不影响判读质量。

基于小靶标法的星载CCD相机MTF在轨检测研究

星载CCD相机成像质量在轨检测关系到卫星遥感数据的应用和未来卫星遥感器的发展,合理、有效和实用的方法是获取可靠检验结果的重要保障。在传统的刃边法基础上,介绍并验证了一种新的点靶标方法。点靶标方法具有即适用于较高分辨率卫星遥感器的检验,同时也满足对较低分辨率检验的特点。

基于MTF理论的遥感图像复原

由于遥感图像成像过程中受传感器性能下降、大气扰动等因素影响,致使图像质量退化。为了改善遥感图像质量,从图像质量退化原理分析,提出了一种基于调制传递函数(modu lation transfer function,MTF)理论的图像复原方法。该方法主要包括去噪和MTF拉伸两部分。针对遥感图像的特点,给出了一种有效的基于频域的去噪方法。为了能够调节频谱拉伸的程度,还给出了一种指数调节MTF曲线的方法。中巴(中国和巴西)卫星红外遥感图像的实验结果表明:该新方法有效地提高了图像的对比度(对于实验图像来说,较复原前图像对比度提高了7倍多,方差也由原来的8.77提高到17.37)、熵等图像要素,从而改善了图像的质量。

航天TDI-CCD亚像元相机的MTF研究

讨论了不同步采集和偏流角带来的像移对航天TDI-CCD亚像元相机系统相机调制传递函数的影响.通过对成像工作方式中所产生的速度失配和方向失配的调制传递函数影响的分析,得出了提高相机采集同步精度和消除偏流角的方法.

空基遥感图像的MTF试验研究

遥感卫星CCD相机的MTF是描述成像系统的空间频率响应特性的重要方法之一.在对MTF算法的理论和实验研究基础上,分析多项式拟合边缘扩散函数的缺点,提出一种新的改进型函数代替多项式函数.通过对遥感图像中的人工地物和自然地物分别进行MTF计算,结果表明,改进的算法具有较好的精度.

刀刃法在轨MTF测量性能分析

文章主要研究采用刀刃法测量在轨遥感器的MTF。刀刃法MTF测量准确程度如何,需要有一个定量的客观的评价,文章用仿真的方法对MTF测量精度进行了检验,对于噪声对MTF的影响进行了研究。

基于弯曲刃边的中低分辨率遥感影像MTF计算方法

MTF(调制传递函数)是反映卫星成像系统性能的重要参数。由于不易从遥感影像中获得理想的直线刃边地物靶标,监测中低分辨率在轨卫星MTF是一个困难的任务。在讨论了刃边法计算MTF的基础上,本文采用了多项式拟合弯曲刃边,Fermi函数逼近边缘扩展函数,模拟退火方法计算函数系数,和多次最小二乘方法减少拟合误差等技术。设计实现了基于弯曲刃边计算遥感影像MTF的方法;为中低分辨率卫星MTF在轨监测提供了有效的技术手段。

图像三要素与MTF的分析研究

中低分辨率在轨运行卫星遥感器的调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的监测一直是研究的难题。现提出的方法解决了中低分辨率在轨运行卫星遥感器MTF监测的关键技术。考虑到卫星遥感器的最终产物是遥感图像，从图像信息理解的三要素出发，即灰度、纹理和边缘，分析图像三要素与遥感器MTF的关系。在分析过程中，应用主成分分析方法，不仅对多组原始数据进行了简化，而且对图像参数进行了降维。通过与其它方法的比较，进一步验证了使用主成分分析方法降维的有效性；同时实验结果亦表明了主成分分析方法的可靠性。最后建立了图像单个综合参数与MTF的关系模型，拟合结果说明，此模型能较好地表达图像参数与MTF之间的关系，这将为在轨运行条件下的建模提供十分重要的技术支持。

遥感图像恢复与遥感器MTF在轨检测技术

遥感成像过程受到大气和成像系统中的光学、探测器和电子学子系统等的影响,引起成像退化作用,造成图像模糊,降低了图像中信息的提取能力。图像恢复技术可以改善图像的质量,提高图像信息提取能力。依据图像恢复技术的要求,高精度成像系统调制传递函数(MTF)是高质量图像恢复的基本条件。针对不同遥感器之间、同一遥感器不同时期存在的成像性能变化,所引起成像系统MTF变化的实际情况,介绍了成像过程中系统MTF在轨运检测方法。着重于介绍刃边法,对刃边法的原理、刃边法检测对地物景观的要求等进行了详细分析,对这一方法中有关图像景物的行扫描采样、扫描行的配准以及对所获得的边扩散函数的拟合等关键技术进行了详细介绍,这些技术是保证较高精度获取遥感图像MTF的基础。文章在介绍基于成像系统MTF图像恢复技术后,通过实验检验了方法的可行性,结果表明以MTF在轨检测为基础的图像恢复技术,可以明显地提高遥感图像质量。

CT的MTF测量和评价

CT的MTF是其分辨率特性定量客观的描述。本文介绍了MTF的意义和几种测量MTF的方法，并对直接测量方法和间接测量方法进行了实验和比较。MTF曲线是系统在空间频率域的传输特性、曲线上截止频率代表系统的极限分辨能力，是系统各个环节的复合贡献。

一种优化的刃边法MTF在轨评估算法

调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方法对优化算法进行了精度分析,并与国际标准组织提供的MTF评估算法(ISO 12233)进行了比较。精度分析结果表明:在相同仿真条件下,该算法的计算精度优于ISO12233评估算法,适用于高分辨率光学载荷的MTF在轨评估。