数字图像与数码相机噪声相关性的偏态分布

为了提高利用噪声相关性鉴别数字图像真伪的正确性,探索了描述噪声相关性偏态分布的最佳模型。首先,通过理论分析和大量实验验证了在(0,1]区间beta分布、gamma分布和对数正态分布可用于描述噪声相关性的偏态分布。然后,利用这3种分布的概率密度函数模拟实际的噪声相关性偏态分布的概率密度函数曲线,概率密度函数曲线的特征和最小错误率的大小说明了采用对数正态分布描述噪声相关性偏态分布的效果最佳,从而提出用对数正态分布描述噪声相关性偏态分布的模型。实验结果表明,与采用广义chi平方分布的模型相比,采用该模型可使最小错误率降低60%以上,证明了采用正确的模型描述噪声相关性偏态分布是降低鉴别错误率的有效途径。

基于噪声相关性的惩罚加权最小二乘算法在低剂量数字乳腺层析成像中的应用

目的对投影数据方差的精确建模并结合DBT平板探测系统的噪声相关性构建精准噪声模型下的基于噪声相关性的惩罚加权最小二乘算法在低剂量乳腺层析成像图像中的应用。方法首先对投影数据进行量子噪声和电子噪声建模,使以往常用的近似噪声模型精准化,然后构建基于噪声相关性的惩罚加权最小二乘算法用于投影数据恢复;最后对处理后的投影数据采用滤波反投影算法进行重建。结果对不同剂量下ACR标准体模数据进行处理得到的重建结果噪声明显降低,细节对比度提高。恢复投影数据的重建图像与原始数据重建图像相比,CNRs和LSNRs提升了约3.6倍。结论对投影数据噪声抑制效果明显,重建DBT图像质量有很大的提升。

综合孔径射电望远镜冗余基线可见度噪声相关性对灵敏度的影响

综合孔径射电望远镜可见度噪声之间的相关性不但影响灵敏度的大小,而且影响阵列冗余对灵敏度的优化作用.本文研究对可见度噪声相关性起决定性作用的两个主要因素:目标场景亮温分布和接收机等效噪声温度,并利用仿真方法进行验证.通过灵敏度仿真实验,证明经过阵列冗余优化可以实现对灵敏度的优化,并且优化程度受到冗余基线可见度噪声之间相关性的影响.

JPEG压缩对噪声相关性影响的修正

提出了一种修正JPEG压缩对噪声相关性大小影响的新方法。该方法应用最小二乘法估计原理求出噪声相关性大小与品质因素的函数关系,根据修正的约束条件和归一化条件推导出修正函数,利用该修正函数把各种品质因素下的噪声相关性大小修正为最高品质因素下的噪声相关性大小,使得判别阈值与品质因素无关,从而修正了JPEG压缩对噪声相关性大小的影响。实验结果表明,利用该方法产生的错误拒绝率很小,但错误接受率随着品质因素的变小而变大。

动态导航定位噪声相关性的实时探测处理

提出了探测噪声相关性的图解法,直观地确定噪声的相关程度;基于统计检验的思想设计零假设,并构造检验统计量,给出了探测相关性的假设检验法。结果表明,图解法和假设检验法均能有效地判断噪声的相关性,实用中可将两种方法相结合,以达到最佳效果。

噪声相关性偏态分布的最佳模型

提出了用对数正态分布描述噪声相关性偏态分布的最佳模型。首先通过理论分析和实验发现,在(0,1]区间β分布、Γ分布和对数正态分布可用于描述噪声相关性的偏态分布;然后分别利用这3种分布的概率密度函数(PDF)模拟实际的噪声相关性偏态分布曲线,曲线的形态与实际的噪声相关性偏态分布形态的相似程度的比较表明,采用对数正态分布描述噪声相关性偏态分布的效果最佳;最后利用最大熵方法证明了模型的最佳性。实验结果表明,本文提出的模型与另外两种模型相比,可使最小错误率降低70%以上。

基于反相对称法的相邻频带噪声的相关性研究

针对如何在频域使用反相对称法来进一步提高通信中的信噪比问题,给出了一种计算噪声相关性的办法,研究了不重叠和有部分重叠两种情况下的相邻频带噪声的相关性.证实了相邻频带的噪声具有相关性,且这种噪声的相关性及其稳定性随着带宽的增加而减小.论证了相邻频带的噪声相关性随着频带重叠程度的减小而线性减弱,为使用反相对称法来进一步提高通信中的信噪比提供了指导,并为通信噪声理论增加了新的内容.

相关性噪声对MUSIC算法参数估计性能影响的分析

本文以相关性噪声中的频率估计为信号模型,在理论上推导、解释了影响MUSIC算法的参数估计的偏差和分辨力的各因素及具体关系。清楚的表明在很宽的范围内,估计偏差与信噪比、噪声的相关性强弱无必然联系,它主要是因为计算时的窗效应与被估计参数附近的噪声谱密度的起伏引起的。但噪声相关性很强时,将会引起错误的估计,不过这种错误可通过增大序列长度来消除。在多个信号的情况下,在相当宽的范围内,MUSIC算法的分辨力与信噪比、噪声的相关性强弱无必然联系,但它会随协方差矩阵估计子的维数的增大而增强。第一次全面、深入地揭示了影响相关性噪声中MUSIC算法的参数估计偏差和MUSIC算法的分辨能力的各因素及关系。仿真结果也强有力的证明了这些结论。

高阶声场传感器的噪声空间相关性及其阵列超指向性方法

为改善声呐对水下低频安静型目标的探测能力,本文提出采用高阶声场传感器阵列。本文通过特征波束分解与综合超指向性模型定义了以圆环阵作为单个高阶声场传感器的物理含义,分析了高阶传感器接收噪声的空间相关性,然后通过改进的Gram-Schmidt超指向性模型分析了高阶传感器直线阵在端射和舷侧方向的波束响应、指向性因子、稳健性水平等性能指标。仿真结果表明,高阶声场传感器直线阵在消除栅瓣、降低旁瓣、抑制左右舷模糊等方面具有很大的优势,由7个4阶传感器组成的直线阵的指向性指数在较宽的频带内高于传统声压阵8 dB以上。高阶声场传感器阵列及其超指向性方法对未来声呐阵列设计和探测低频水下目标提供了参考。

基于噪声相关特性的数学形态学消噪原理研究

结合电力信号采集中噪声的相关性理论和数学形态学基本原理,通过数值仿真详细研究了自相关噪声和随机白噪声干扰下,数学形态学滤波中关于结构元素如何选取的问题。分析指出,针对自相关噪声,结构元素的选择与噪声的周期性,最大峰值及采样率等因素密切相关。类似高频正弦噪声,通过选择合适尺度的正余弦形或三角形结构元素进行形态滤波均能取得良好的滤波效果。而对于随机白噪声而言,由于不具有自相关特性,因此并不存在类似相关噪声下的结构元素选取规律,多数情况需要通过预先的仿真或根据经验来合理选择结构元素。

单向分布式视频编码中迭代相关性噪声细化方法

针对单向分布式视频编码(UDVC),文中提出了迭代相关性噪声细化方法.在迭代解码过程中,利用上次解码的重构系数对相关性噪声进行细化,提高相关性噪声的估计精度,并且在细化过程中根据系数的解码可靠性对残差进行分类加权细化来避免错误解码系数对细化的误导.实验结果表明,经过相关性噪声细化后,重构帧中由于码率欠估计导致的质量退化问题得到了明显的改善,不同视频序列重构WZ帧的平均峰值信噪比(PSNR)可以提高0.32~0.13dB;和未细化的单向DVC相比,文中基于相关性噪声细化的单向DVC系统的整体平均PSNR也提高了约0.21dB.

基于能量运算的磁共振信号尖峰噪声抑制方法

磁共振探测信号微弱,使用高灵敏度的核磁共振地下水探测仪,极易受到环境噪声干扰.其中,工频谐波噪声和尖峰噪声,是影响信号质量最严重的两类噪声.国内外研究表明,通过参考线圈的布设,依据探测线圈和参考线圈中噪声相关性,利用自适应参考对消算法,能够有效抑制工频谐波噪声.然而,尖峰噪声的存在严重影响了主通道与参考道的数据相关性,成为了参考对消算法应用的难题与障碍.为解决这一问题,本文提出磁共振信号中尖峰噪声的抑制方法,推导了能量域磁共振信号表达式,通过计算信号能量,可有效检测尖峰噪声并突出不易识别的小幅度尖峰噪声,采用基于中位数的绝对偏差法确定阈值,进而剔除尖峰噪声.为了验证去噪效果,与应用较广的统计叠加法进行对比研究.仿真结果表明,对于干扰幅度较大、持续时间较长的尖峰噪声,能量运算法和统计叠加法均能识别并剔除,且不损失有效的磁共振信号,标准差偏差控制在0.3%以内,可以满足实际应用的要求;对于小于信号幅度1.5倍的尖峰噪声,能量运算法可有效识别并剔除,而统计叠加法无法实现.针对多通道探测系统,使用能量运算法剔除尖峰噪声后,可明显提高主通道和参考道的数据相关性,为后续自适应参考对消算法的应用奠定了基础.实测数据处理结果进一步证明了本文方法的实用性.

随机阵列误差影响下的声矢量阵噪声特性和阵增益

在设计许多阵列信号处理算法以及评估其性能优劣时,都需要考虑到噪声的相关性结构.为了考察随机阵列误差对噪声相关性结构以及后续算法性能的影响,建立了在方向性噪声场中和球面各向同性噪声场中,存在随机阵元位置误差和阵元姿态误差时,声矢量阵阵列输入噪声的时空相关性结构.在此基础上,考察了这两种随机阵列误差对声矢量阵MVDR波束形成器阵增益的影响.研究结果表明,随机阵列误差会在不同程度上改变原来的噪声相关系数,由这些相关系数组成的噪声协方差矩阵的畸变度连同导向向量的失配程度决定了阵增益损失的大小.

天线噪声特性分析与阵列信号接收新模型构建

传统的阵列信号接收建模过程采用了各接收支路间的噪声互不相关的假设条件,但在低信噪比情况下的微弱信号检测中,实际应用与理论分析结果存在差异。针对这一问题,分析了阵列天线中各单元天线噪声的来源及相关特性,指出其中既有互不相关的热噪声,也存在具有相关性的外界环境噪声。以此为依据,构建了新的阵列信号接收模型,讨论了该模型在微波被动遥感成像与多通道互相关微弱信号检测中的应用及理论指导意义。这不仅加深了对通信、雷达、电子战等无线电接收系统中噪声特性的进一步认识,同时也为低信噪比情况下的阵列信号接收处理新方法研究提供了重要参考。

锗硅器件高频噪声的去嵌算法研究

提出了一种"开路-直通"的级联结构的二端口网络的晶体管高频噪声去嵌结构以及与此相关的基于噪声相关性矩阵的去嵌方法。和传统的需要配备两个"直通"结构的方法相比较,该结构及方法在版图配合的基础上,只需要使用一个"开路"结构和一个"直通"结构,而且多个不同尺寸的被测试器件结构可以共用一个直通去嵌测试结构进行测试及去嵌,结果显示,使用该方法测试及去嵌后的精度几乎不受影响。该方法的意义在于能极大地减少硅片上直通去嵌测试结构的数量从而节省硅片面积;同时,又减少了测试时间、提高了测试效率,极大地降低了成本。

表面声道对深海风成噪声垂直空间特性的影响规律

水下风成噪声的垂直空间特性包括噪声垂直方向性和垂直相关性,研究海洋环境对其影响规律对提升声呐性能、增加海洋环境参数反演的准确性具有重要意义.本文利用Pekeris割线下的简正波理论描述噪声的传播过程,研究了深海环境下存在表面声道时,表面声道以下噪声垂直空间特性的变化规律及其原因.研究表明,在临界深度以上,表面声道的存在导致噪声垂直方向性在水平凹槽边缘靠近海底方向上的峰值升高,噪声垂直相关性随垂直距离增加先后周期地向正相干和负相干方向偏移;在临界深度以下,表面声道的存在导致水平方向上的噪声能量增强,噪声垂直相关性整体向正相干方向偏移.当表面声道的参数变化时,表面声道的厚度变化对噪声垂直空间特性影响较大,而表面声道内的声速梯度变化对噪声垂直空间特性几乎没有影响.结合各类简正波的变化分析表明,存在表面声道时,噪声源激发的折射简正波阶数增加,强度增强,是表面声道引起噪声垂直空间特性变化的主要原因.

基于误差时间特性的INS/GNSS观测噪声方差在线计算方法

基于INS、GNSS不同误差时间特性,提出了一种组合导航闭环校正下GNSS观测噪声方差阵在线计算方法。该方法的核心是根据惯性导航的短时高精度和GNSS测量噪声的时间不相关性,利用滑动时间窗口内的INS、GNSS增量样本数据之差进行方差统计。结合某次实际飞行数据验证了这种思路的可行性;并利用一组飞行仿真数据验证了该方法对GNSS观测噪声发生变化时能较好的跟踪,且得到更为准确的速度、位置估计值。

协方差矩阵加权波束形成及应用

在逆波束形成方法的基础上提出一种改进的协方差矩阵加权波束形成方法,它根据阵元的分布情况对阵元接收信号的协方差矩阵进行直接加权,使得环境噪声相关比较强的协方差元素得到抑制,环境噪声相关性比较弱的部分被加强,降低噪声增益,从而达到提高阵增益的目的。文中给出了两种协方差加权方法。并且计算了在各向均匀噪声环境下的阵增益。从阵增益和误差稳定性两个方面与CBF和MVDR方法进行了对比,验证了该方法的正确性。

基于反相对称法的空间分集技术

针对相邻信道之间噪声存在相关性,使得现有的MIMO系统获得的信道容量总是达不到理论计算值的实际情况,将反相对称法与空间分集技术相结合,提出了一种基于反相对称法的空间分集技术,利用噪声的相关性来抑制噪声,提高输出信噪比。通过实际测试证明,当天线间距小于半波长时,噪声相关系数可以达到0.80以上。此时利用该技术可使系统输出信噪比提高9倍以上,仿真结果与理论分析基本吻合。

跨维贝叶斯反演在地球物理中的研究进展

贝叶斯反演不仅能够得到最佳的模型参数估计,还可以提取丰富的模型参数统计信息,从不同的角度分析数据所包含的模型参数信息。跨维贝叶斯反演将模型参数维数以未知数包含在反演中,根据数据信息和先验信息确定其维数大小,并将模型参数维数的不确定度信息包含在模型参数误差估计中,该方法已经广泛应用于地球物理反演。为了理清该方法在地球物理中的应用情况和全面认识现阶段该方法理论发展水平,通过最新的文献综述,从跨维贝叶斯反演基本理论、起始模型选取、采样方法、数据噪声处理等方面介绍跨维贝叶斯反演,阐述了一维跨维贝叶斯反演的基本原理、发展历程以及研究现状,高维地球物理跨维贝叶斯反演的研究现状,最后探讨了跨维贝叶斯反演的发展趋势。