基于互Wigner-Ville分布的SAR运动目标检测

本文针对机载合成孔径雷达 (SAR)运动目标回波信号的特点 ,提出了基于互Wigner Ville分布 (XWVD)的机载SAR运动目标检测方法 ,分析了它在单目标和多目标情况下的检测性能 .实验证明 ,该方法可以在较低的信噪比下实现目标的检测 ,其性能大大优于常用的Wigner Ville分布方法 .为了抑制多个目标之间交叉项的影响 ,本文还提出了一种基于逐次消去思想的互Wigner Ville分布检测方法 ,它可以解决强度相差较大的多目标检测问题 .

基于互Wigner-Ville分布的到达角估计

研究了对线性调频信号的到达角估计 ;提出了基于互Wigner Ville分布(XWVD)估计信号到达角的方法。通过时频分布 ,在时频面上进行信号预分选 ;根据XWVD时频脊点上的相位获得信号时延 ,从而获得信号到达角。该算法可实现多信号分辨 ,也可实现对时变频率信号的到达角估计。计算机仿真结果证实了该算法的有效性。

基于互Wigner-Ville分布的表面肌电信号瞬时频率估计

当一块肌肉完成持续的收缩时,所记录的表面肌电信号的分析是一个用于评价局部疲劳进行性的有用的工具。在肌肉静态收缩期间,表面肌电信号功率谱的平均频率和中值频率常被用作肌肉疲劳的指示器。为了评价周期性动态收缩期间的局部肌肉疲劳,针对肌肉动态收缩时表面肌电信号的特点,提出了基于互Wigner-Ville分布的瞬时频率检测方法。通过一个类似于表面肌电信号统计性质的模拟的随机过程,评价了这一算法的估计误差。理论和实验证明,瞬时频率可以在较低的信噪比下很好地适合跟踪由于肌肉疲劳引起的频谱变化。

一种基于互局部化Wigner-Ville分布的瞬时频率估计

本文提出一种基于互局部化Wigner-Ville分布(Cross Localized Wigner-Ville Distribution,X-LWVD)的迭代瞬时频率估计方法,以解析方法分析了无噪声情况下该方法的收敛性,用计算机仿真方法比较了在噪声背景中其与谱图(Spectrogram)峰值检测、Wigner-Ville分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)峰值检测的性能,证明了该方法是一种统计有效的瞬时频率估计方法。

氮密对小麦籽粒淀粉粒分布与糊化特性的互作效应

为了解氮密互作对小麦籽粒淀粉粒分布与糊化特性的调控效应,以小麦品种淮麦44为材料,设置3个施氮水平(120、180和240 kg·hm^(-2))和3个种植密度(180万、240万和300万株·hm^(-2)),分析不同氮密处理间小麦籽粒淀粉粒度分布特征和黏度参数的差异。结果表明,随着施氮水平的提高,小麦籽粒B型(粒径≤10μm)淀粉粒体积、表面积百分比呈下降趋势,A型(粒径>10μm)淀粉粒体积、表面积百分比呈上升趋势;随着种植密度的增加,小麦籽粒B型淀粉粒体积、表面积百分比呈先增后降趋势,A型淀粉粒体积、表面积百分比呈先降后增趋势。B型淀粉粒中,施氮水平和种植密度对2.8~10μm淀粉粒组的影响更大;A型淀粉粒中,施氮水平和种植密度对淀粉粒组粒径>22μm的影响更大。施氮水平和种植密度对淀粉粒数目百分比无显著影响。小麦淀粉峰值黏度、低谷黏度和最终黏度等黏度参数指标随着施氮水平的提高均显著增加,随着种植密度的增大均显著降低。施氮和增密提高了小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量及产量。由此可见,小麦施氮和增密主要通过增大A型淀粉粒比例和降低B型淀粉粒比例,影响胚乳淀粉粒度分布;施氮增加了淀粉黏度参数,增密降低了淀粉黏度参数,进而提高了小麦籽粒产量和加工品质。

江苏省互花米草分布及斑块特征研究

掌握互花米草分布和斑块特征是开展互花米草防控的重要前提。采用高清遥感影像判读与实地核查相结合的方法,分析江苏省互花米草分布概况和斑块分布特征。结果表明:江苏省互花米草分布面积为24441.88 hm^(2),其中,连云港市、盐城市和南通市分别约为1341.84 hm^(2)、15523.84 hm^(2)和7576.20 hm^(2)。通过斑块分布特征评价指数分析,盐城市沿海中南部滩涂地区聚集大面积互花米草,适宜大型机械作业;盐城市沿海北部和南通市沿海中部分布有大量小面积破碎斑块互花米草零星分布,存在扩散风险。江苏省互花米草主要分布于淤泥质滩涂,超过一半面积分布于保护地,存在治理难点。本研究为因地制宜选择科学的治理方法,精准开展互花米草治理防控工作提供了科学依据。

互花米草(Spartina alterniflora)潜在分布格局的空间尺度效应

了解不同空间尺度下外来入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)的潜在分布格局,有助于制定科学的防治管理策略,维护滨海湿地的生物多样性。研究基于有效的地理分布点位和环境变量数据集,设置了3个研究区幅度(区域、国家、全球)和5种环境变量粒度(30″、1.0′、2.5′、5.0′、10′),应用最大熵(MaxEnt)模型预测互花米草在不同幅度和粒度下的潜在分布,探究互花米草分布格局及其环境影响因子对空间尺度响应。结果表明:(1)MaxEnt模型在不同空间尺度下的预测效果较好,各尺度下测试集的受试者曲线下面积(AUC)值均大于0.8,真实技巧统计值(TSS)值则超过0.56,但模型的预测精度对空间尺度变化较为敏感;(2)不同空间尺度下互花米草的潜在分布格局存在着显著的差异性,表现为适生区面积会随着空间范围扩大或环境变量分辨率降低而提高,且质心位置也在不断发生地带性转移;(3)空间尺度的变化会削弱主要环境变量的解释力。在大尺度范围和低分辨率环境变量图层中,气候因子的重要性较大,而在相反尺度下地形因子的影响度得到提升;(4)研究区范围与环境变量分辨率不匹配时,模型预测精度和物种分布格局会产生显著的变化,建议在区域范围中,采用空间分辨率1.0′以下的环境变量来预测互花米草的潜在分布格局。

基于分数阶Wigner-Ville分布的地震信号谱分解

本文将经典Wigner-Ville分布(WVD)拓展到分数阶Wigner-Ville分布(FrWVD),并将其引入到复杂地震信号的时频分析和谱分解中。利用分数阶傅里叶变换的旋转特性和广义时频带宽积理论可以获得比经典WVD更高的时频分辨率,提出的最优分数阶伪WVD能更好地解决交叉项抑制问题。理论信号仿真及实际地震资料的处理结果验证了该方法的有效性。同时,分数域频谱成像的引入为油气储层流体识别提供了一条新的途径。

基于联合Wigner-Ville分布—随机Hough变换改进算法的线性调频信号参数快速估计

为了解决传统Hough变换(HT)庞大的计算量和存储量的问题,提高对线性调频(LFM)信号参数估计的实时性和准确性,根据Wigner-Ville分布(WVD),得到含噪单分量LFM信号的时频特性,利用最大值法进一步估计出瞬时频率;截取一段频率估计值,利用随机Hough变换(RHT)实现LFM信号的参数估计。仿真分析表明,与传统WVD-HT相比,该算法的运算量明显减少,约为WVD-Hough的1/3,并且参数估计精度高于WVD-Hough算法,具有较强的实用性。

基于小波和Wigner-Ville分布的轨道不平顺特征识别

利用小波变换的多分辨特性,对轨道不平顺局部检测数据进行一维小波变换多尺度分解,然后对各尺度下重构信号进行幅值谱分析,以发现在轨道不平顺中存在的特征不利波长;同时,基于小波分解后的各层重构信号能有效放大不平顺特征和缩小频段范围,利用Wigner-Ville分布对信号能量的时频聚集性,对各层重构信号进行Wigner-Ville时频分析能很好地提取各波长不平顺大小沿线路里程的分布情况;通过相干分析发现引起车体激扰的不利波长,然后用小波方法提取不利波长所在的特征频段,最后通过互Wigner-Ville分布表征相干不利波长不平顺的时频分布情况。结果表明:结合小波分析理论和Wigner-Ville分布能十分有效地从时频域角度分析轨道不平顺,是一条保证铁路安全运营、提高养护维修质量的良好技术途径。

采用STFT-Wigner变换抑制Wigner-Ville分布交叉项

对于多分量非平稳信号分析,维格纳时频分布Wigner-Ville(WVD)存在严重的交叉项干扰。而GWT避免了Wigner-Ville分布的交叉项干扰而且具有良好的时频聚集性。但由于Gabor变换的时频聚集性不佳,当多分量信号进行Gabor变换时如果信号中各分量频率混叠,Gabor Wigner transform(GWT)就不能得到理想的结果。提出一种改进的STFT-Wigner算法,可以有效的抑制交叉项,并保持较高的时频聚集性。通过分析仿真信号和实测振动信号表明该方法能够取得良好的效果。

基于频域“CLEAN”Wigner-Ville分布中交叉项的抑制

针对ISAR飞机成像中出现的多分量线性调频(chirp)信号,该文提出一种基于频域“CLEAN”的信号分解方法,将其分解成多个单分量chirp信号,然后分别计算每个单分量的Wigner-Ville分布(WVD),以此来抑制此多分量信号WVD中的交叉项,与已有的chirp信号分解方法相比,该法减少了待估计参数的个数,使得计算更加简单,并能保证信号各分量正确的强度及时频变化特征。经过处理后的信号的WVD,保持了WVD高时频分辨率的特点,而交叉项得到了很好的抑制。实验表明,该方法应用于实测数据,成像质量明显提高了。

基于时频重排的地震信号Wigner-Ville分布时频分析

在分析多种时频分析方法基础上,本文实现了一种基于时频重排算法的Wigner-Ville分布时频分析方法。即首先采用Gauss窗函数对Wigner-Ville分布进行时域和频域加窗平滑处理,再将能量的平均值按照区域能量的重心进行分配,重新安排信号在时频平面内的能量分布,这样可在抑制交叉项的同时保持好的时频聚集性。最后对川西拗陷须家河组气藏和黄骅拗陷火成岩油藏进行平滑伪Wigner-Ville分布时频分析,并与常规分析方法对比,结果表明平滑伪Wigner-Ville分布适用于地震信号的时频分析,并且更能突出时频的局部化特征和储层的微观结构,具有更好的时频分辨率。

基于Wigner-Ville分布的非平稳信号盲分离

许多盲源分离方法限于非高斯、平稳且相互独立的源信号 ,在实际应用中往往会产生许多问题 ,因为自然界中的源信号通常不满足这些假设 .本文基于时频分析 ,通过利用信号的Wigner Ville分布 ,得出一种新的盲源分离方法 ,该方法能有效分离非平稳信号 .

Wigner-Ville分布在机械故障诊断中的研究

时频分布从时域特征与频域特征的结合途径揭示了信号的构成本质。文章介绍了基于Wigner -Ville分布 (WVD)的故障诊断方法 ,包括基于核函数抑制交叉项 ,时频分布与人工神经网络相结合 ,以及WVD的高阶谱。机械系统故障信号往往是非平稳的 ,联合时频分布是对故障信号分析的有力工具。WVD很高的能量聚集性和很好的时频分辨率 ,极大地提高了故障信号特征提取的准确度。

基于Wigner-Ville分布和Wavelet时间尺度的飞机非平稳抖杆背景声分析

飞机黑匣子中舱音记录器记录的舱音主要是由话语音、噪声和具有不同物理意义的背景声组成的复杂混合体,增加了舱音分析的难度,用传统的辨听和分析方法难以解决舱音特征等技术难题。以舱音记录器记录的抖杆背景声为例,针对传统Fourier变换的一次型时间/频率和短时Fourier变换的二次型能量在舱音辨听、分析的不足,将Wigner-Ville时频和Wavelet时间尺度引入到飞机舱音分析中,扩展了舱音分析方法。对比分析结果表明:平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)及其时频分布的重排具有高的时频分辨率、时频凝聚性,而且没有交叉项干扰,适合分析非平稳舱音背景声;同时,离散小波变换的时间尺度分析技术确定抖杆背景声基频频率及位置,为获得非平稳舱音背景声特征提供一种值得借鉴的途径。

Wigner-Ville分布交叉项识别方法研究

讨论了Wigner-Ville交叉项的分布特征,推导了在时频面上交叉项与自项的位置关系并给出由分布特征识别交叉项的方法.最后提出了加入识别信号识别交叉项的方法并做了仿真试验.

基于Wigner-Ville分布交叉项的独塔自锚式悬索桥损伤识别试验研究

为研究以Wigner-Ville分布的交叉项作为指标进行损伤识别效果,探究完整的提取交叉项方法,通过对二重余弦信号的Wigner-Ville分布推导,获得主项与交叉项的位置关系及交叉项震荡特性;据此设计相应的提取方法,将Wigner-Ville分布中各频率段正负能量分别沿时间轴积分,将正负能量之和绝对值作商,通过设定阈值进行筛选获得交叉项能量分布;以工程实例为研究对象,通过对比无、有损状态下对应测点交叉项能量差的突异点识别损伤位置与程度。试验结果表明,交叉项可作为损伤识别指标,且效果显著。

基于Wigner-Ville分布的电力电子电路故障诊断技术

提出了一种基于Wigner-Ville分布的电力电子电路故障诊断方法,首先建立各种类型故障信号的Wigner-Ville模时频矩阵,然后计算故障信号Wigner-Ville模时频矩阵与标准模时频矩阵的相似度,以相似度最大为判别依据实现故障的诊断。三相桥式可控整流电路晶闸管故障诊断仿真结果表明该方法能准确对电力电子电路故障进行类型的识别和故障元的定位,对噪声具有鲁棒性,且算法简单,在解决电力电子电路故障问题上有着很好的工程实用价值。

窄带细化Wigner-Ville分布分析的快速实现方法

水下目标辐射线谱噪声的多普勒信息可用于估计目标上的噪声源参数。由于噪声源的低频和低速特性,其多普勒频移变化微弱,需要在选定窄带内进行高分辨率时频分析。Wigner-Ville分布(WVD)具有良好的时频聚焦性能,但是当频率分辨率要求较高时,其计算量和存储空间长度也大幅增加。该文提出一种选带细化WVD的快速数值计算方法。该方法对线性调频Z变换(CZT)进行改进并与WVD相结合,可以大幅提高选定窄带内高分辨率WVD时频分析的计算效率。数值仿真和海试数据验证了方法的有效性。