一种有效的相关噪声背景下宽带相干信号DOA估计算法

利用均匀线阵,本文提出了一种有效的相关噪声下宽带相干信号DOA估计算法.首先,在各个频率点,利用空间差分技术消除色噪声分量,并通过平方操作构造新矩阵;然后,通过聚焦操作得到通用的协方差矩阵;最后,通过使用传播算法估计得到宽带相干信号的DOA.算法能够分辨的相干组中相干信号的个数可以是奇数或是偶数.仿真结果验证了算法的有效性和性能.

利用空间平滑的协方差秩最小化DOA估计方法

针对传统波达方向角估计算法在相干信号及非均匀噪声下估计精度差、分辨率低的问题,基于空间平滑方法,提出一种接收信号协方差矩阵秩最小化波达方向估计方法.在传统空间平滑方法的基础上,所提算法将接收信号协方差矩阵分别左右乘交换矩阵以得到空间后向平滑协方差矩阵;而后基于平滑矩阵的低秩性,将协方差矩阵重构为无噪声协方差矩阵;最后利用传统MUSIC算法实现波达方向估计.仿真结果表明,与传统MUSIC算法、基于矩阵补全理论的MUSIC算法和秩迹最小化算法相比,所提算法能较好地抑制非均匀噪声影响,且在相干条件下具有较好的波达方向估计性能.

加速器机载kV-CBCT成像参数与图像质量的定量分析

采用Catphan 503模体,选用不同的扫描预设条件成像,对加速器机载千伏级锥形束CT(kV-CBCT)图像的均匀性、噪声、低对比度分辨率和空间分辨率进行评估。结果表明提高X线球管管电压管电流、增大机架旋转扫描范围、减小准直器尺寸、提高重建精度等参数有利于获得高质量锥形束CT(CBCT)图像,但同时患者将多受额外的X射线辐射,也加大X线球管和探测器等元器件的损耗。因此,临床使用中应根据患者解剖条件合理选择成像参数,这样既能保证图像质量,又尽可能降低患者的辐射剂量。

空间非平稳噪声下圆阵的修正Capon算法

在空间非平稳噪声环境下,利用估计的噪声相关矩阵对圆阵接收数据相关矩阵进行预处理,可以消除非平稳噪声对方位估计的影响。再利用修正Capon算法,可以突破瑞利限的限制,且不需要知道信源数,从而实现目标的高分辨方位估计。仿真结果证实了该方法的有效性。

基于改进加权空间平滑的凸优化协方差估计

针对相干信号受到非均匀噪声的干扰,在低信噪比环境中常规DOA估计存在估计效果较差甚至失效的情况,基于改进加权空间平滑,提出一种使用凸优化构造最优权重矩阵的方法。改进加权空间平滑算法解相干的同时构造权重矩阵,再用凸优化重构无噪声权重矩阵,将平滑过的协方差矩阵加权,并用MUSIC算法进行DOA估计。仿真结果证实,所提方法相对于空间平滑(spatial smoothing,SS)、基于特征空间MUSIC的空间平滑估计(spatial smoothing and eigen space based MUSIC,SS-ESMUSIC)以及接收信号协方差矩阵秩最小化(spatial smoothing based covariance rank minimization,SS-CRM)算法能更好地抑制非均匀噪声和解相干,且减少了低信噪比的干扰,展现出更优良的分辨力和准确性。

信鸽视顶盖中间层ON-OFF神经元在空间统一白噪声刺激下的编码

感知系统神经科学的一个基本目标是刻画刺激和神经元响应之间的功能性关系。空间统一白噪声(spatial uniform white noise,SUN)刺激包含了丰富的时间变化信息,SUN刺激下的神经响应揭示了其时间编码属性。基于视网膜神经节细胞-视顶盖(retinal ganglion cells-optic tectum,RGC-OT)神经回路的信息整合假设,提出了信鸽视顶盖浅中层ON-OFF神经元SUN刺激响应的双滤波器半波整流模型,用于SUN刺激响应的预报。为解决凸优化问题,利用二次曲线对半波整流进行近似,将双滤波器模型转换为广义二次模型(generalized quadratic model,GQM),然后进行优化,预报结果表明二次模型与传统的线性-非线性-泊松分布(linear nolinear possion,LNP)模型相比较,获得了更好的预报效果。该结果也验证了OT神经元以不同的通路进行时变的亮度增强和降低的信息处理的假设。

一种非均匀噪声下的DOA估计算法

通用协方差差分算法用来实现对空间非均匀噪声环境下相干信号的波达方向(DOA)估计,该算法可以完全消除空间非均匀噪声,且适用于低信噪比环境,但该算法的DOA估计结果存在伪峰。针对这一问题,提出了一种改进的算法。改进算法通过对通用协方差差分(GCD)算法的信号协方差矩阵进行变换,再用特征分解的方法得到信号的DOA估计值。改进的算法可以完全消除伪峰,理论分析和仿真实验验证了改进算法的有效性。

信号与噪声

高质量数字图像捕获对电子媒体和印刷媒体都至关重要,而捕获图像质量的高低取决于信号和噪声两个基础因素,为此需要测量信号和噪声。本文在讨论信号和噪声关系的基础上,简要介绍信号和噪声的主要衡量指标,以及这些指标的测量方法。

口腔锥形束CT关键参数检测方法的研究

口腔颌面锥形束CT(CBCT)与传统CT的成像原理不同,原螺旋CT所依据的检测方法已经不太适用于口腔CBCT的检测。针对口腔CBCT的特性,对剂量面积乘积、空间分辨力、对比度噪声比指数、均匀性等关键参数的检测方法进行了研究,阐述了新方法相较于传统方法的优势,并给出了相应的分析计算方法和全国10家口腔医院(诊所)的口腔CBCT的实际检测结果。除Newton VG不适用剂量面积乘积法外,其它设备的检测结果均满足以下要求:归一化后的剂量面积乘积值应不大于250 mGy·cm^(2);调制传递函数(MTF)曲线上10%处的测量值应不小于1 LP/mm;CNI应小于20%;均匀性指标应大于5。

冲击噪声背景下均匀圆阵相干信源的DOA估计

在对称α稳定分布噪声的假设下,现有的基于共变和分数低阶矩的MUSIC(即ROC-MUSIC和FLOM-MUSIC)方法不能用于均匀圆阵信源相干情况下的波达方向(DOA)估计.为了解决这一问题,基于模式空间变换算法以及空间平滑算法的思想,结合ROC-MUSIC算法和FLOM-MUSIC算法,实现在冲击噪声背景下均匀圆阵相干信源的DOA估计.仿真实验验证了该方法的有效性.

一种空间非均匀噪声环境下的DOA估计

针对空间非均匀噪声环境下的DOA(波达方向)估计问题,在中心对称分布的非均匀线性阵列上应用改进的恢复噪声协方差算法[6]得到一种新的DOA估计方法。由于非均匀阵列的阵列孔径更大,因此该方法可以估计空间相距更近的独立信号,另外该方法使用了平滑预处理技术,因此可以估计包含一对相干信号的信源,且所需的分辨信噪比门限更低。利用仿真实验验证了该方法的有效性。

基于干扰加噪声协方差矩阵重建的稳健自适应波束形成算法研究

针对自适应波束形成中的期望信号“自消”问题,就近年来提出的期望信号预减除类方法展开研究。该类方法首先使用波达方向(DOA)估计技术得到期望信号的波达方向;然后从协方差矩阵中估计干扰加噪声协方差矩阵,来消除采样信号期望信号分量对算法的影响,避免产生期望信号“自消”问题,进一步修正假定的期望信号导向矢量来估计真实导向矢量;最后计算得到权矢量。理论分析给出了4种代表性方法的原理和算法的复杂度,并通过数值仿真验证,仿真结果表明,当存在阵列扰动的情况下,协方差适配重建方法在低信噪比(SNR)下获得更佳的性能。当存在指向误差的情况下,子空间重建方法在很大的输入信噪比范围内受的影响最小。文中总结了这些方法的综合性能优缺点,对于该类方法实际应用有一定指导意义。

多幅非均匀噪声图像的联合去噪法的应用及仿真

小波去噪是小波变换的重要应用领域之一。对多幅被空间非均匀噪声污染的图像样本提出逐点加权平均与自适应逐点阈值去噪相结合的联合去噪方法,并比较先加权平均(Average)后阈值去噪(Threshold)和先阈值去噪(Threshold)后加权平均(Average)两种不同的方案。仿真实验结果表明:逐点加权平均与自适应逐点阈值去噪相结合的联合去噪方法,对含非均匀噪声的多幅图像拷贝具有良好的去噪效果。

非均匀噪声条件下考虑互耦效应的DOA估计方法

针对非均匀噪声和互耦条件下相干信号辨识性能较差的问题,提出一种基于非均匀噪声协方差矩阵和互耦系数重构的DOA估计方法。首先,利用最小二乘理论并通过迭代优化方法恢复互耦意义下的无噪声信号协方差矩阵;然后,依据信号子空间原理,并通过估计不相关信号角度重构互耦系数矩阵,进而获得互耦补偿后的无噪声信号协方差矩阵;最后,通过传统空间平滑方法获得解相干信号,并利用MUSIC算法实现DOA参数估计。数值仿真表明:与仅考虑相干信源、非均匀噪声或互耦的传统DOA估计算法相比,本文算法可较好地抑制非均匀噪声,克服了互耦场景下传统空间平滑算法解相干失效问题,并可显著改善非均匀噪声和互耦条件下相干信源的DOA估计性能。