中心不重合径向剪切干涉迭代波前重构算法仿真分析

径向剪切干涉测量时经常会出现扩束与缩束光波中心不重合情况,传统波前重构算法会导致较大重构误差,其应用受到挑战。推导了中心不重合径向剪切干涉迭代波前重构算法,仿真分析了组合像差、单阶Zernike像差、中心偏移量大小及其计算误差对重构算法的影响。结果表明,在剪切光波中心不重合情况下,该文算法能够准确进行波前重构,重构效果显著优于传统算法;在论文仿真条件下,随着中心偏移量的增大,本文算法重构波面均方根误差(RMS)不高于0.05λ,而传统算法重构误差RMS值达1.6λ且与偏移量近似线性相关。

移去-恢复法在基于重力异常的海底地形解析迭代算法中的应用

高精度的海底地形图对于地球科学研究有着重要意义,由于直接的海深测量难以进行高密度全球覆盖,因此利用重力数据预测海底地形成为非常有效的方法。当前重力预测海底地形的方法有频率导纳法、重力地质法、解析迭代法等,但都存在一定的问题。本文针对解析迭代算法中难以处理的远区地形和深部密度异常的低频影响,应用移去-恢复方法对这些低频影响进行剔除。结合现有海深模型,通过仿真试验,讨论了分离低频影响的方法与相应的精度,结论如下:对于在移去-恢复方法中使用的初始海深模型,在海面上剔除掉重力异常的低频影响后,反演解算得到的海深结果均较初始海深模型的精度有所提高,验证了移去-恢复方法在利用重力异常数据反演海底地形的有效性。本文选取了中国南海12.87°N—13.87°N,113.65°E—114.65°E区域,利用移去-恢复方法解算了其下方的海底地形,将解算结果与NGDC的实测海深数据进行比较,预测结果的均方根误差为90.3 m,相对误差可达2.11%。这为利用高精度重力数据,通过解析迭代算法改善船测稀疏区域的海深数据提供了可能。

融合多个面上光强信息的混合迭代相位恢复算法

在自适应光学、光学加工检测及激光光束质量检测等诸多领域,经常涉及到相位恢复问题。研究相位恢复的数值算法,具有较强的现实意义。文中给出了一种融合多个离焦面上的强度信息,以恢复输入面上相位分布的混合迭代算法。首先采用共轭梯度迭代方法求解,将所得结果设定为新的迭代初始值,并利用角谱法对此进行优化,以进一步提高相位恢复的精度。模拟实验表明,该算法具有良好的收敛性能和较高的相位恢复精度,且适用于输入面上振幅分布无法直接测得的场合。

前向迭代多随机相位光学图像加密方法的研究

基于光学4f级联系统,采用前向迭代算法和通过产生多个随机相位板对图像进行了加密和解密。给出了该方法的原理和迭代实现的过程。对该方法在收敛速度、解密图像质量、相位板数目和相位量化阶数对解密图像质量的影响以及保密和安全性能等方面进行了分析和研究。模拟结果表明,该方法收敛速度快,解密图像质量好,可以降低相位板相位量化阶数有限所引起的误差对解密图像质量的影响,图像的安全和保密性能也得到了很大的提高。

一种基于加权迭代贪婪算法的InSAR相位解缠的新方法

该文针对干涉SAR二维相位解缠问题,提出了一种利用贪婪算法提高解缠精度的新方法。首先从理论上推导了贪婪算法相位解缠的基本原理,然后提出了一种迭代加权的贪婪算法,以克服传统贪婪算法解缠结果收敛于局部最优解的弊病,最后利用仿真数据和实际数据进行实验分析,验证了本文算法的有效性。

纯相位菲涅尔全息图的反馈迭代算法及其硅基液晶显示

研究了纯相位菲涅尔计算全息图的制作方法,给出了一种生成纯相位菲涅尔计算全息图的算法.首先研究了菲涅尔衍射的数值模拟算法,分析了两种数值模拟算法的计算速度.将计算速度较快的菲涅尔衍射数值模拟算法和迭代算法相结合,并引入比例反馈,得到纯相位菲涅尔计算全息图的反馈迭代算法.其次,对比例反馈系数的选取进行了实验研究,得到其最优经验值范围,然后进行了仿真实验.仿真结果表明,该算法降低了重构误差,提高了全息图重构质量.最后基于新型空间光调制器反射型硅基液晶,建立了全息显示光电实验系统,对该算法进行了验证.

一种基于GPS载波单差相位的鲁棒快速迭代定姿算法

针对基于GPS载波单差相位的迭代定姿算法对初值敏感的事实,研究了一种对初值鲁棒的快速迭代定姿算法.基于载波单差相位观测的姿态确定可以归结为一个带约束的参数优化问题.通过拉格朗日乘子法求解该优化问题将参数优化问题转化为一个微分方程的数值积分问题.采用特征向量迭代算法确定迭代初始点,再由4阶龙格库塔算法迭代求解该微分方程得到了快速收敛的迭代定姿算法.在不同天线布局、初值条件下对该算法进行了仿真,仿真结果表明天线布局和初值对算法的收敛精度影响不大.同其它迭代算法进行了对比,结果表明在相同条件下本算法可更快收敛.

余弦信号相位和频率测量的迭代算法

本文提出一种用于测量频率和两余弦信号间相位角的新算法──三采样点迭代算法，这种算法对每周采样点数和余弦信号的直流偏移无特殊要求，且小相角的测量精度比较高。它能在一个周期内测得余弦信号的相角、频率以及振幅，故非常适合于脉冲信号的相位及功率测量。

InSAR加权迭代贪婪算法相位解缠及性能分析

针对干涉SAR二维相位解缠问题,提出了一种利用加权迭代贪婪算法提高解缠精度的新方法。首先推导了加权迭代贪婪算法相位解缠的基本原理,然后给出了算法的实现过程,最后进行了仿真分析。在分析比较了W=2和W=3加权迭代贪婪算法性能的基础上,将W=3加权迭代贪婪算法与经典的解缠算法在解缠精度和解缠时间上进行了比较。仿真和实际数据解缠证明,该算法实时、高效、准确。

迭代阈值算法阈值选择在图像恢复中的研究

在图像恢复领域,用小波变换实现图像修复是一种重要的方法,迭代阈值算法(IST)是其中的典型代表。在应用其进行图像修复的过程中,对硬阈值、软阈值、半软阈值和stein阈值四种阈值分别进行了研究。从实验结果分析,使用硬阈值的方法要比其他三种阈值方法效果更好。

基于改进最大期望算法迭代相位检测器的研究

近年来出现的基于最大期望(EM)迭代算法的相位同步算法具有比传统非数据辅助(NDA)相位估计算法更低的相位误差,是适合于Turbo编码系统的一种相位同步算法。然而,EM迭代算法对初值的选取比较敏感,收敛性较差。为了克服EM迭代算法收敛性较差的缺点,提出一种基于改进EM算法的Turbo编码系统迭代相位同步算法。针对EM算法的缺点,用数据辅助(DA)和NDA结合的方法得到的相位估计作为EM算法的初值。数值仿真显示,该方法具有比随机初始化EM算法更好的相位检测性能。

基于迭代重建算法的X射线光栅相位CT成像

基于光栅干涉仪的X射线成像技术可以同时获得样品内部的吸收信息、相位信息和散射信息,既保持了传统X射线衰减成像的优点,又拥有相衬成像和散射成像的优势.然而基于传统CT重建算法的X射线光栅成像需要采集大量完整的原始投影数据,数据采集时间过长从而使得物体接受很大的辐射剂量,难以在实际中应用.提出基于传统代数迭代重建算法的光栅成像技术.该方法利用现有X射线光栅成像系统采集少量原始投影数据,基于传统代数迭代重建算法,对旋转变化的相位数据进行CT重构,同时基于傅里叶变换的方法对微分相位数据进行相位恢复.模拟和实验结果表明,基于少量或不完备的原始投影数据,该方法能够准确重构成像对象的吸收、柑位和散射三维信息,同时还能对微分相位切片进行高信噪比的相位恢复,得到样品折射率实部衰减率,为X射线光栅成像技术在工业、生物和医学诊断等领域的应用提供理论和技术支撑.

基于选择采样的高效迭代相位提取算法

在光学精密测量中,相移干涉法应用广泛。常用的相移器件容易出现相移误差,采用等步距相位提取算法会产生测量误差。基于最小二乘的迭代相位提取算法可以有效消除该类相位提取误差,提高测量精度,但是其迭代过程运行时间长,效率低。提出了一种基于选择采样的迭代相位提取算法,先对干涉图像进行等间隔抽样,降低计算量;再根据对比度滤除干涉图像中低质量像素点,防止误差增大,进行最小二乘迭代求解相位。仿真实验对算法进行了分析和验证,在抽样间隔为2时的选择采样方法与所有像素点全部代入计算相比,运行时间从6.687s降为0.725s,均方根误差仅为0.032 9°。实验结果证明:选择采样的迭代相位提取算法运算时间短、误差小,非常适合高速相移干涉测量应用。

稀疏相位恢复的混合输入输出算法改进

相位恢复问题往往是不适定的,仅利用幅值信息求解往往得不到唯一解,而含稀疏先验信息的信号可以增强相位恢复问题解的唯一性。稀疏信号的一个经典相位恢复算法是混合输入输出(HIO)算法,但该算法存在恢复概率低、鲁棒性差等问题。本文基于l1先验的交替最小化方法,提出了稀疏信号的改进HIO算法,其改变了在目标域更新信号满足约束时的选择方法,即将输出信号绝对值大于正则化参数的坐标设为满足约束。通过数值实验比较,改进HIO算法在多方面增加了稀疏信号的恢复效果,且在恢复含有噪声的信号时表现出更好的鲁棒性。

牛顿迫近迭代算法在图像恢复中的应用

由光滑与非光滑函数构成的混合目标函数,传统的一阶优化算法,由于光滑函数一阶逼近的欠准确性和搜索步长的限制,很难获得目标函数的高精度解。针对此问题,提出二阶牛顿迫近算子分裂迭代算法。对光滑函数进行泰勒展开,获得目标函数的二阶转化模型,将转化模型分解为牛顿迭代子问题和迫近迭代子问题;给出牛顿迭代子问题的搜索方向和最优搜索步长;对算法的收敛特性进行分析。利用被系统和噪声退化的图像进行恢复实验,结果表明,该方法比现有方法峰值信噪比最高提高约2 dB,结构相似测度提高约3%。

相位谱重构信号的迭代算法中初始值对重构结果的影响

讨论了在相位谱重构信号的迭代算法中 。

基于迭代算法的磨料颗粒加速机制研究

在前混合射流磨料加速机制研究中一般将阻力系数当作常数且忽略巴西特力的影响。针对这一问题,采用实时对比插值法分析阻力系数且考虑巴西特力对磨料加速的影响,在此基础上建立磨料运动微分方程,并通过迭代算法进行求解,较为全面、准确地阐释磨料加速机制。结果表明:在管道及喷嘴直线段内磨料受力由大到小分别为黏性阻力、巴西特力、视质量力,在喷嘴收敛段内磨料受力由大到小分别为压强梯度力、视质量力、黏性阻力、巴西特力,且全程中巴西特力都有不可忽略的影响;在喷嘴收敛段前半段磨料加速度大于液相加速度,在收敛段后半段磨料加速度略小于液相加速度,在喷嘴直线段内磨料加速趋缓。

图像恢复的小波域加速Landweber迭代阈值方法

该文利用对忠诚项的二次逼近方法,提出了一种小波域加速Landweber迭代阈值算法。该算法的每次迭代是对前两次迭代结果的线性组合做阈值处理。与标准的迭代阈值算法相比,该方法收敛速度更快。由于参数的可选择性,新算法更有灵活性。数值实验表明新算法能够有效地提高恢复图像的质量,是一种行之有效的图像恢复方法。

湍流退化图像相位恢复算法研究

为克服气动光学效应对目标图像的影响,把相位恢复算法与气动光学效应机理研究结合起来,用于湍流退化图像的恢复。该算法是通过目标图像的傅里叶变换幅值来恢复目标图像,或等价地,恢复傅里叶变换相位。讨论了两类相位复原算法——迭代傅里叶变换(IFT)和解相关算法。对现有的解相关算法作了改进,采用共轭梯度法解高斯-牛顿方程,可有效提高算法的收敛速度。IFT算法不能保证迭代过程总能收敛到正确解,有时会出现停滞现象,将IFT和解相关算法组合起来,可以克服IFT算法的停滞现象,提高正确收敛率。给出了在信噪比为20 dB情况下的湍流退化仿真图像恢复的实例,目标图像能较清晰地恢复出来。实验结果表明该算法具有较好的稳定性和抗噪声能力。