基于编码分布式快速哈达玛变换的多元LDPC码译码算法研究

尽管多元LDPC码纠错性能优异且能抗突发错误,但高译码复杂度仍制约了其实际应用。在其经典的FHT-QSPA译码中,快速哈达玛变换(FHT)及其逆变换(IFHT)是校验节点更新的主要瓶颈。基于此,提出了基于系统型MDS码的编码分布式FHT方案。该方案在主节点上将信道概率建模为矩阵并对其进行切分,再编码生成冗余子矩阵;其后,将所有子矩阵卸载到从节点并行执行FHT和IFHT,然后将计算结果传回主节点并完成最终译码。编码冗余的嵌入克服了节点掉队问题,稳定地提升了变换效率,从而加速了整个译码过程。与先前的编码矩阵乘法方案相比,所提方案编码复杂度更低、译码恢复数值精度更高,并保持了高效蝶形运算结构,降低了从节点计算复杂度。耗时对比和译码性能分析表明,所提方案相比传统单节点FHT方案快了约3.8倍,大幅提升了FHT-QSPA译码效率,且没有译码性能损失。

基于自适应沃尔什-哈达玛变换的焊缝图像压缩方法

焊缝广泛存在于工业现场,基于X射线检测的焊缝质量检测对维护生产生活的正常运行至关重要。然而,高质量的X射线检测图像比特数高,因此,焊缝图像处理系统存在读取缓慢、功耗高和实时性差等问题。提出了一种基于沃尔什-哈达玛变换的焊缝X射线图像压缩方法。该方法基于沃尔什-哈达玛变换的能量集中性质实现图像优化,保留焊缝图像的重点特征边界;利用量子粒子群算法实现对焊缝图像沃尔什-哈达玛变换的压缩参数自适应寻优。实际生产现场图像的验证结果表明压缩图像大小为原图像的十分之一时,所提方法能最大程度地保留焊缝特征与图像质量,能提高基于X射线图像的焊缝检测效率。

沃尔什函数矩阵与哈达玛矩阵的相互转化

讨论了沃尔什函数的一般序数与哈达玛序数的关系 。

关于循环哈达玛猜想的讨论

本文介绍了完全循环Hadamard矩阵、Barker序列和1维最佳2元阵列之间的等价关系,并指出目前出现的几种循环Hadamard猜想的“证明”的错误,表明了这一猜想至今仍未被解决.

基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪中交错编码像素点的研究

近年来在哈达玛变换成像光谱仪研究领域中最重要的技术革新在于数字微镜器件在这种光谱仪中的应用,但同时也带来了一些相应的技术问题需要克服。详细的描述和分析了由于数字微镜器件在哈达玛变换光谱仪中的应用导致的编码图像上的部分像素点出现的一种交错编码现象;这种特殊的像素点,编码过程不符合哈达玛变换,在光谱复原过程中需要特殊处理。针对这种交错编码像素点,提出了一种标识方法和解码方法。实验中,向光谱仪中导入一束激光并充满整个视场,在编码的激光图像中确定交错编码像素点的位置。然后变换编码模板上哈达玛编码码道的空间位置,采集两组针对目标的编码图像,通过观察编码图像上一个像素点的灰度值组成的列向量中非零常量与零元素的个数,可以分辨它是否是一个交错编码像素点。其中一组编码图像上交错编码像素点光谱曲线可以通过对另一组编码图像上相应位置的像素点进行哈达玛反变换得到。实线结果证明了这一方法的可行性。

基于相关滤波和哈达玛变换的帧同步码识别

为从侦收到的信息中得到帧同步码,提出了基于相关滤波及哈达玛变换的识别方法。该方法先利用二次相关滤波区分信息码和帧同步码,然后利用哈达玛变换压缩数据处理量识别出帧长,最后通过模糊匹配法进一步识别出同步码的同步起始位和码型。仿真结果表明:在较高误码率的影响下,该方法可以利用较少的数据量快速准确地建立帧同步,并具有较好的识别效果。

一种基于置乱和哈达玛变换的空域图像水印算法

在对现有空域算法研究的基础上,提出了一种基于置乱和哈达玛变换的空域图像水印算法。本算法以移位寄存器产生的伪随机二进制序列作为水印,并通过扩充产生冗余;同时使用哈达玛变换将水印能量进行聚集;并基于随机置乱方法在空域选择水印的加入位置。实验表明该方法具有较好的效果。

用快速哈达玛变换(FHT)实现高速线性卷积

为了加速实现长序列的线性卷积,提出了用快速哈达玛变换(FHT)实现线性卷积的快速算法。分析了哈达玛变换的特点和快速算法的时间复杂度,设计了用FHT计算线性卷积的矩阵表达式,并推导出了哈达玛域滤波器的增益矩阵的求解公式,分析了该方法的加速原理及其适用条件。理论分析和实验表明,该方法比FFT线性卷积法快了近一倍。

沃尔什哈达玛变换域的无参考图像质量评价

图像失真会改变图像低频成份和图像高频成份的统计信息,基于这种特性,提出了一种新颖的无参考混合失真图像质量评价方法.首先对图像进行局部沃尔什哈达玛变换,将空域图像转换为局部沃尔什哈达玛变换图;然后在局部沃尔什哈达玛变换图上进行特征提取,即分别提取反映图像低频成份的零列率项和反映图像高频成份的非零列率项的旋转不变局部二值模式统计特征;最后利用支持向量回归网络训练特征,获得特征到质量分数的映射关系模型.在两个混合失真数据库(MLIVE数据库和MDID2013数据库)上对所提出的算法进行性能验证,实验结果表明,提出的算法具有很好的主客观评价一致性,性能优于目前现有较优秀的全参考图像质量评价算法和无参考图像质量评价算法.

哈达玛变换成像光谱仪中光谱混合像素点的解码方法

介绍了一种基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪的物理模型,由于DMD微镜单元尺寸与探测器像元尺寸不匹配或者其他一些在光学设计和系统集成中的误差,导致这种光谱仪中采集到的编码图像上部分像素点出现的一种光谱混合现象。描述和分析了这些光谱混合像素点的编码原理,分析表明:这种光谱混合像素点无法直接用哈达玛反变换解码。为了准确地解码这些光谱混合像素点,改善复原后光谱图像的质量,提出了一种针对这种光谱混合像素点的解码方法。首先向光谱仪中导入一束激光并充满整个视场,针对编码图像中的光谱混合像素点确定一个解码系数。然后将这个系数带入光谱混合像素点的编码方程,即可解码它的光谱元。实验结果证明该方法是可行的。

DMD编码哈达玛变换高灵敏成像

为了增强探测器在微弱光信号条件下的成像质量,提出了一种利用哈达玛变换(Hadamard Transform,HT)实现高灵敏探测的成像方法。基于探测器噪声独立于信号,且每次测量噪声也相互独立的假设,分析了在哈达玛编码成像与经典成像中,噪声对图像信噪比的影响。推导出编码成像的信噪比提升与编码模板长度n有关,约为经典成像信噪比的n^(1/2)/2倍。同时采用分区编码的方式,减小了高分辨率图像的编码时间。实验结果表明,与经典成像方式相比,采用分区编码的哈达玛变换成像方法明显的提高了图像的信噪比,同时可以在高分辨率图像条件下,缩短编码时间。

用快速哈达玛变换加速滤波反投影算法的滤波过程

为了加速滤波反投影算法的滤波过程,提出了用快速哈达玛变换(FHT)实现线性卷积的快速算法。分析了哈达玛变换的特点和快速算法的时间复杂度,设计了用FHT计算线性卷积的矩阵表达式,并推导出了哈达玛域滤波器的增益矩阵的求解公式,分析了该方法的加速原理及其适用条件。理论分析表明,该方法比FFT线性卷积法快了一倍。仿真实验表明,该方法在不影响图像重建精度的情况下,相对于FFT线性卷积法,将滤波过程的速度提高了近一倍。

基于沃尔什-哈达玛变换和卷积编码的半脆弱水印算法

提出了一种基于沃尔什-哈达玛变换和卷积编码的半脆弱水印算法。在该算法中,对嵌入水印之前的图像进行像素块差分编码和卷积纠错编码来得到水印,并将其嵌入在沃尔什-哈达玛变换的图像能量值上;水印检测端通过检测卷积译码中产生的误码实现水印篡改定位,利用卷积译码的结果实现篡改图像的恢复。通过理论和实验分析了该算法的有效性和由此产生的误差。实验结果表明,本算法对于有损压缩具有良好的顽健性,可以精确地检测与定位篡改的图像区域,并且可以大致恢复原始图像内容。

哈达玛方差在铷原子频标长稳测量中的应用

在国内阿仑方差(Allan Variance)通常用来表征原子频标的频率稳定度。在国外,通常运用哈达玛方差(Adamard Variance)测量铷原子频标长期频率稳定度。简要介绍了哈达玛方差在铷原子频标日频率稳定度测试中的具体应用,并对测量结果进行了分析。

多路复用参数对哈达玛变换离子迁移谱的影响研究

哈达玛多路复用技术能有效改善离子迁移谱的信噪比,但在哈达玛还原谱中出现了假峰等失真现象,严重影响了离子迁移谱(IMS)的检测性能。通过改变多路复用参数来观察哈达玛变换离子迁移谱中的假峰变化情况,分析了各种多路复用参数与哈达玛变换离子迁移谱中假峰的关联性。实验结果表明:多路复用参数的变化可能会改变假峰的位置或峰型,但无法从根本上消除哈达玛离子迁移谱的假峰现象。结果进一步证明了哈达玛多路复用中固有的调制缺陷可能是哈达玛变换离子迁移谱中出现假峰的主要原因之一。

压缩感知光谱测量局部哈达玛矩阵的构造与性能

针对压缩感知光谱测量中随机矩阵作为测量矩阵无法获得高质量重建精度问题,提出了一种测量矩阵构造的新方法。介绍了局部哈达玛矩阵的构造方法,以随机测量矩阵为比较对象,通过仿真实验对局部哈达玛矩阵在压缩感知光谱测量中的性能进行分析。实验结果表明,相对于随机矩阵,新型局部哈达玛矩阵下的重建光谱与原始光谱重合度大大提高,在100%采样率时,定量指标MSE为3.2,实现了光谱的精确重建,25%采样率的MSE指标水平已经与随机矩阵100%采样率时相当,局部哈达玛矩阵可以有效的改善光谱重建的精度;光谱重建时间大约缩短到1/3,系统具有更好的信噪比特性。

基于哈达玛变换的LTE辅同步信号检测方法实现研究

针对LTE系统中辅同步信号检测算法复杂度大的问题,根据辅同步信号的特点,提出了基于哈达玛变换的检测方法。详细推导了该方法的理论依据,并对其实现复杂度与常规检测方法进行分析比较,得出本方法能够降低90%计算量的结论。通过MATLAB仿真,验证了本方法在白噪声环境下能够和常规检测方法获得相同的检测性能。

一种用哈达玛矩阵进行置乱变换的盲水印算法

文章提出了一种用哈达玛矩阵对水印进行置乱变换的盲水印算法,首先利用哈达玛矩阵的正交性对水印图像进行预处理,然后根据原图像分块离散余弦变换(DCT)后频率分量的特点,在中频部分嵌入水印。实验结果表明,该算法具有较好的不可见性,能够抵御JPEG压缩、高斯模糊、均值滤波、椒盐噪声的攻击,具有较好的鲁棒性,是一种行之有效的水印嵌入算法。

数字微镜哈达玛光谱仪谱线弯曲的分析与修正

由于数字微镜（digital micro-mirror device,DMD）哈达玛变换光谱仪其成本低,光能利用率高及无运动部件等优势,逐渐成为光谱仪领域的研究重点。研制了一款基于DMD的哈达玛变换光谱仪。为了解决光谱仪谱线弯曲造成的光谱分辨率下降的问题,对基于DMD的哈达玛变换光谱仪中的谱线弯曲所引起的谱带混叠进行了分析。首先,导出了谱带混叠与谱线弯曲的关系式。然后,提出了两个过程来解决谱带混叠,一是通过调整DMD编码条纹,使DMD所编码的谱带最大限度地与标准谱带重合;二是通过数据处理对谱带混叠进行修正。最后,通过对谱线曲率半径为5.8×10~4,7.8×10~4和9.7×10~4μm等六种情况下谱带混叠进行了分析与修正,拟合出光谱混叠和修正效果与谱线曲率半径的关系。结果表明：对于不同程度的谱线弯曲经过这两个过程修正后,分辨率都会改善到接近光学系统的分辨率,说明这两个过程对修正谱线弯曲具有普适性、并且方法简单、有效。

哈达玛变换光谱仪混合像元解混方法研究

哈达玛变换光谱成像仪是一种采用多通道探测的数字变换光谱技术,介绍了基于数字微镜阵列器件(DMD)的哈达玛变换光谱仪工作原理与仪器结构,对成像传感器所获得的混合像元进行了分析研究,理论推导出了混叠像元的解混合方法,仿真实验结果表明该方法简单有效,对提高混合像元复原光谱精度超过10%。