基于分块转置的二维快速傅里叶变换的FPGA设计

离散二维快速傅里叶变换被广泛应用于数字图像处理,对工程领域具有重要意义。通常2D-FFT使用行列分解计算,即先沿着行计算一维快速傅里叶变换,再沿列计算。由于现场可编程门阵列的数据传输带宽以及相关存储硬件的物理结构特性的限制,该方案不满足高分辨图像实时处理的需求。采用行FFT-转置-行FFT的方案,虽减少计算过程中直接内存访问控制器的等待时间且能提高2D-FFT的计算效率,但目前矩阵转置实现有很大的局限性。传统的设计使用加载和存储指令来完成矩阵的换位。提出一种基于快速分块转置的2D-FFT方案,通过搭建转置模块与四路并行1D-FFT模块,充分利用FPGA片上资源以降低延时。实验基于Xilinx Kintex UltraScale FPGA,在相同的时钟频率以及并行条件下,对比不同的2D-FFT计算方案。在实验误差范围内,本文提出的解决方案使计算效率提升约15倍。

使用快速傅里叶变换优化周期参数的EMD-FFT-SARIMA光伏发电预测模型

根据分布式能源工业园区的光伏电力单元特点,对园区光伏发电功率预测模型进行优化,为后续的调度策略提供数据支持。针对经验模式分解(EMD)与季节性差分自回归移动平均模型(SARIMA)相组合的EMD-SARIMA预测模型中,原始数据经过EMD分解得到的各固有本征模态函数(IMF)分量周期计算问题,提出加入快速傅里叶变换(FFT)的周期计算方法,建立EMD-FFT-SARIMA光伏发电功率预测模型。再将每个IMF对应的预测结果进行叠加重构得到最终的预测结果。通过预测结果的误差计算可以发现,加入FFT环节后均方根误差(RMSE)从120.6 MW下降到19.3 MW,平均绝对误差(MAE)从52.87 MW下降到12.3 MW。

用二维傅里叶变换识别兰姆波模式的研究

本文用二维傅里叶变换信号处理进行了兰姆波模式分析。通过理论计算与实验结果的比较表明 ,二维傅里叶变换技术能有效地分析识别兰姆波模式。实验中 ,采用直探头与可变角探头作为超声波换能器做了接收宽带兰姆波信号的对比。

混合谱二维傅里叶变换法识别兰姆波模式

在分析二维傅里叶变换原理的基础上,将快速傅里叶变换(FFT)和自回归(AR)参数估计相结合,采用混合谱二维傅里叶变换方法,对铝板中的兰姆波模式进行识别。试验结果表明,与二维快速傅里叶变换相比,混合谱估计方法能精确检测多模式超声兰姆波相速度,对兰姆波模式识别力大大提高。混合谱二维傅里叶变换方法在超声导波检测研究中具有广泛的应用前景。

二维离散傅里叶变换DFT(2~n;2)的快速新算法

本文提出一种计算二维离散傅里叶变换DFT(2~n;2)的快速新算法,这种算法所需的非平凡实数乘法和加法次数是现有相应算法中最少的,而且这种算法仅使用实数乘法,在实数据输入情况下有更好的适应性,能在不改变算法实现结构条件下减少一半乘法次数。

二维短时傅里叶变换及其在地震资料中的应用

在油气勘探领域中,针对横向变化快的地质体仅用短时傅里叶变换是无法准确捕捉到地层的横向信息。因此,文章中引入二维短时傅里叶变换对地震剖面进行处理,通过在空间域中引入波数,保证了横向的连续性,进而得到地震信号在时间-频率-空间-波数域上的时空表征,不仅可以精细刻画储层的形态,同时保留了信号的重构性能。模拟信号和实际资料的结果更好地验证了二维短时傅里叶变换可以有效解决地层横向连续性的问题。

基于快速傅里叶变换的二维位移测量的改进

使用2个CCD采集样品位移前后的2幅散斑图并存入计算机,计算散斑图中各处的空间频谱分布,快速获取物像各点的位移大小,测试结果达到了μm级.

利用LOFAR谱图的二维傅里叶变换脊计算波导不变量

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。

基于FTP的二维傅里叶变换的研究

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。

二维傅里叶变换在针织物的密度测量中的应用

针对针织物结构具有一定空间周期性的特点,在对针织物图像预处理之后,利用傅里叶变换技术来提取横纵密的空间频率信息,测量针织物的横纵密。实验结果表明,该方法可以自动、快速、准确地实现横纵密测试的目的。

二维快速傅里叶变换在众核处理器上的实现

本文研究了开放式平铺结构的众核片上系统（ Open Tiled Manycore System-on-Chip,简称OPTIMSOC）上的一款众核处理器，在该处理器上实现了二维快速傅里叶变换（two dimensional Fast Fourier transform,简称2DFFTo实验结果表明，相较于单核处理器，众核处理器有较明显的加速效果。

二维傅里叶变换在露点仪镜面图像偏移修正中的应用

图像式露点仪在采集镜面图像时由于温度波动和振动冲击会使采集图像发生偏移,本文针对偏移造成露点图像识别率低的问题,基于二维傅里叶变换的空间位移性,建立相对关联函数(RCF)对偏移量进行计算和修正,通过寻找其能量分布在低维空间的峰值响应,从理论上推导了偏移量的计算方法,并结合实际设计了算法。将算法应用到露点图像识别中,通过实验测试和对比分析表明该图像偏移检测方法精度较高,可行性好,对熵值法的识别准确率提高有明显的作用。

基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图滤波方法

提出了一种基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图滤波方法。首先,将干涉相位数据转变成指数,利用二维短时傅里叶变换进行处理,设置阀值,并进行二维短时傅里叶逆变换;最后,求取复数相位,获得滤波后干涉相位。试验结果表明,该方法在有效抑制相干斑的同时,还能有效地保持相位的细节信息和条纹的边缘结构,而且清除了残余点,有利于提高干涉测量的精度。

用改进的快速傅里叶变换法评估一维标准样板线节距数据

由于利用快速傅里叶变换(FFT)法定量测量标准样板的平均节距时会因为频谱分辨率Δf有限而在数据分析过程中丢失信息,故本文对常用的FFT法进行了改进。首先在FFT的频谱中得到最大振幅值对应的频率分量fmax,使用二分法缩小fmax附近的频率范围;然后利用连续傅里叶变换法寻找更大的振幅值与更精确的f′max以求得更接近真实值的线节距。为了验证该方法的可行性,利用Matlab软件仿真被测标准样板(TGD1)的轮廓图,比较了FFT与改进后的FFT对不同扫描长度下数据的评估结果,并展示了改进FFT法评估时部分数据的运算过程。同时,通过计量型原子力显微镜实测20μm×2μm内的TGD1形貌。两种评估法下的数据比对结果显示:改进FFT评估后的线节距为(277.84±0.39)nm,符合标称值(278±1)nm,验证了改进后FFT方法对线节距求解的准确性与合理性。

二维余弦高斯光束基于魏格纳分布函数的分数傅里叶变换

基于分数傅里叶变换和魏格纳分布函数旋转的等效性,推导出二维余弦高斯光束的光强分布和束宽的解析表达式.由此表达式,研究在分数傅里叶变换面上分数阶数对此种光束变换属性的影响并且给出数值计算例.所得表达式提供了一种研究二维余弦高斯光束的分数傅里叶变换的方便工具.

二维傅里叶变换及其在红外系统分析中的应用 第二讲 空间滤波器的分析

１空间滤波器的物理意义除正在发展的焦平面凝视热象仪外，红外系统大多是光电扫描系统，进行扫描的可以是红外探测器本身，也可以是探测器前面的调制盘，这些部件一般具有采样、调制、目标位置信息编码、空间滤波等功能。红外系统为了抑制背景，突出目标，一般都采用尽可...

应用二维窗口傅里叶变换实现全息图数值再现

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。

基于非对称离散分数傅里叶变换双相位编码技术对二维条码图像加、解密的研究

在现有光学图像加密一种方法(分数傅里叶双随机相位编码技术)的基础上,提出一种改进的基于非对称离散分数傅里叶变换双相位编码光学加密方法,并用计算机模拟两种方法对二维条码图像进行加密、解密的过程,比较两种方法的仿真实验结果中两种方法的加密性能和解密图像的质量优劣.

快速傅里叶变换—偏最小二乘法用于金和钯的同时测定

以硫代米为显色剂，用分光光度法同时测定金和钯。在ＰＨ＝３．３的ＨＡｃ－ＮａＡｃ绿色冲溶液介质中，在吐温－８０存在下，金，钯分别与硫代米菜成络合物。采用快速傅里叶变换对吸光度数据进行预处理，用偏最小二乘法进行了合成样品中的金和钯的同时测定，结果令人满意。

频域抽取多维向量基快速傅里叶变换

给出了频域抽取(DIF)多维向量基快速傅里叶变换(FFT)算法。对多维频域信号的每一维,采用向量基2频域抽取法,导出了快速算法蝶形运算的一般形式。该FFT算法适合于维数为任意整数的情况,当维数为1时,算法退化为著名的频域抽取向量基2FFT算法。为了便于编程实现,以频域抽取3维向量基FFT算法为例,给出了快速算法实现流程,该流程易于向任意整数维推广。计算量比较结果显示,频域抽取多维向量基FFT算法比多维分离式FFT算法计算量低。