基于强度折减采样与高斯过程回归的空间变异土坡自适应可靠度分析

土体参数空间变异性对土坡稳定性的影响已受到岩土工程界的广泛关注,繁冗的计算量是空间变异土坡可靠度分析面临的瓶颈问题。基于强度折减采样(SRS)和高斯过程回归(GPR)模型,提出一种适用于高维空间的空间变异土坡自适应可靠度分析方法(SRS-GPR)。首先采用Karhunen-Loève展开法将空间变异土体强度参数离散为高维随机变量,随后根据SRS生成土坡临界样本点,接着通过GPR构建土体参数随机场与边坡安全系数之间的高维非线性函数关系,并基于主动学习策略自动搜寻最优训练样本点,迭代更新GPR模型。在此基础上,结合GPR模型和蒙特卡洛模拟进行边坡可靠度分析。最后,通过两个典型算例验证所提方法的准确性、高效性、鲁棒性和适用性。结果表明:所提方法可有效识别靠近极限状态面附近的最优样本点,使得迭代更新的GPR模型在该区域的预测精度逐渐提高。此外,所提方法不受随机变量维度的影响,可直接在高维参数空间应用,且对边坡稳定性模型的调用次数较少,在计算效率方面具有显著优势。

基于减采样技术的快速高分辨数字全息重建算法

为了缓和传统数字全息重建算法在分辨率和计算量之间的相互制约关系,基于欠采样数字解调理论,通过对恢复后的物波场先进行空域或频域减采样,滤除物波中的冗余信息,然后通过补零算法提高有用信息的重建分辨率,从而实现高分辨数字全息的快速重建。分别给出了减采样菲涅尔重建(FR)算法和减采样角谱重建(AS)算法的最大允许采样间隔,推导了两种减采样重建算法所需像素与分辨率提高倍率和减采样倍率之间的定量关系。结果表明,减采样数字全息重建算法非常适合高分辨数字全息的快速重建。通过实验对该算法进行了分析和验证。

低空复杂环境下基于采样空间约减的无人机在线航迹规划算法

针对低空复杂环境下障碍物密集且类型多样、带有多通道并存在不确定信息的无人机在线航迹规划问题,为了减少碰撞检测次数,提高航迹搜索速度,降低航迹代价,提出一种基于采样空间约减的无人机在线航迹规划算法.算法通过引入代价模型,提出约减域逐步构造方法,引导规划树快速有效扩展,改善了基于动态域的快速拓展随机树(Dynamic domain rapidly-exploring random tree,DDRRT)算法中存在的采样空间过度约减问题.算法通过密度划分索引的方法逐步构建多棵Kd树(K-dimensional tree)并采用多近邻节点搜索方法,加快了近邻树节点搜索速度.仿真实验结果表明,与DDRRT方法相比,该方法在保证对采样空间约减合理性的同时,提高了航迹规划效率和通道内的寻路能力.

基于逐减随机震源采样法的频率域二维黏滞声波方程全波形反演

全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,巨大的计算量是阻碍其发展的一个瓶颈问题。为此,研究者们提出了震源编码技术来减少计算量,但是此方法在模型更新过程中会引进随机串扰噪声,降低反演结果准确性。所以,在保证计算精度的情况下,本文提出了采用逐减随机震源采样的方法来高效计算全波形反演问题。笔者将此方法应用于频率域二维黏滞声波波动方程全波形反演,开始了在频率域进行随机震源采样类方法的研究,计算过程中共使用了依次增大的8个频率段;并应用Overthrust模型来验证此类随机震源采样法的正确性。实验结果表明:基于逐减随机震源采样法的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.065 65,而应用基于全部震源的全波形反演方法得到的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.064 64,两者差别不大;但计算用时由740min减少到291.2min,即计算效率提高了2.54倍。为了更好地确定方法的有效性,将其应用于Marmousi模型进行试算。模型试算结果表明:基于逐减随机震源和基于全部震源得到的反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差分别为0.080 12和0.078 97,相差不大;但计算用时由1 218.9min减少到274.4min,计算效率提高了4.44倍。综上,在保证反演精度的情况下,基于逐减随机震源采样法的频率域全波形反演方法大大减少了计算量,具有不可替代的计算优势,并且没有引进随机串扰噪声。

基于变采样速率的信号处理

该文讨论了利用过采样、减采样等变采样率处理方法,进行通信信号处理的方法。着重从理论上分析了补零FFT对频率分辨率的影响。并且,区分了实际频率分辨率与可视频率分辨率。讨论了时域采样变化和频域采样变化对频率分辨的不同影响。

一种VGA到TV数字视频转换电路的设计

介绍了VGA到TV视频转换的系统原理与总体架构,阐述了视频转换的色彩空间转换、UV减采样、去闪烁与缩放、副载波调制及数字电视编码等原理,应用减采样与过采样算法实现视频采样率转换。基于此结构,采用0.5μm CMOS工艺实现了一款VGA到TV数字视频转换芯片,芯片集成度15万门,芯片面积为6.67μm×6.35μm,系统时钟为27 MHz。实测结果表明,芯片实现了VGA到NTSC/PAL制电视的转换,适用于多分辨率、多制式视频转换系统。

微机械陀螺的一种微弱信号检测算法的分析与仿真

针对常用的微机械陀螺微弱信号检测方法不能很好地抑制信号带内噪声的不足,提出了一种基于整周期采样的求和平均处理算法,该算法等效地实现了低通滤波和减采样的功能。仿真表明它可以完全抑制信号中混杂的一系列特定频率的周期性噪声,对带内和带外的各种噪声成分抑制效果非常显著,并且可以大大节省系统资源的占用率。

Multi-face detection based on downsampling and modified subtractive clustering for color images

This paper presents a multi-face detection method for color images. The method is based on the assumption that faces are well separated from the background by skin color detection. These faces can be located by the proposed method which modifies the subtractive clustering. The modified clustering algorithm proposes a new definition of distance for multi-face detection, and its key parameters can be predetermined adaptively by statistical information of face objects in the image. Downsampling is employed to reduce the computation of clustering and speed up the process of the proposed method. The effectiveness of the proposed method is illustrated by three experiments.