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.

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。

关于修改的沃尔什-哈达玛(W-H)变换的特点及其推广

本文首先引入桥函数的概念,然后讨论桥函数与修改的沃尔什-哈达玛变换之间的关系,从而说明修改的W-H变换构造的物理本质。在此基础上,引入了另一种修改的沃尔什-哈达玛变换方阵,并建立了相应的快速算法。

基于快速沃尔什⁃哈达玛变换的OVSF码盲识别算法

在深入研究可变长扩频因子(Orthogonal variable spreading factor,OVSF)码递归构造原理、码树结构模型、数学理论基础以及分配原则的基础上,针对宽带码分多址(Wideband code division multiple access,WCDMA)信号非合作接收情况,提出了一种基于快速沃尔什⁃哈达玛变换的OVSF码盲识别算法。该算法利用OVSF码的继承关系、正交特性以及数据的循环移位,并结合快速沃尔什⁃哈达玛变换,消除了数据解扩模糊性,降低了计算复杂度。理论分析和实验结果表明:本文算法在非合作和无先验信息以及低信噪比情况下,可对WCDMA系统下行信道中的多个OVSF码进行快速解扩与盲识别,具有很好的可靠性、有效性和实用性。实测中,本文算法8.2 ms可完成3帧数据内20个OVSF扩频码的同时识别,识别准确率在95%以上,具有很高的工程应用价值。

基于局部哈达玛变换的织物疵点检测

提出一种局部哈达玛变换和互相关相结合的织物检测疵点方法.首先,选取正常织物作为模板并对模板和待检测织物图像进行直方图均衡化增强.在此基础上,对待检测织物图像进行等尺寸分割,分割得到的子图像大小与选定的模板相同.然后,分别对织物模板和待检测子图像做二维哈达玛变换.最后,分别计算模板图像与待检测子图像哈达玛变换的互相关,并选取合适的阈值作为疵点判别的依据.仿真试验表明,本方法对断经、跳花、勾丝、缺经等常见织物疵点具有良好的检测效果.

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。

H序沃尔什快速变换及其在水声扩频通信中的应用

严重的多途衰落、多普勒频偏是水声通信中引起误码的主要原因,扩频通信技术的抗多途、抗干扰性能使之适合用于水声通信。然而,要想较好地解决多途衰落和多普勒频偏问题,须对接收信号进行多途分量的提取和多普勒频率搜索。这将使程序的运算量大为增加,一般的相关算法无法满足数据处理的实时性。沃尔什快速变换能够快速的实现矢量和矩阵的相关运算,将其应用到水声扩频通信中的扩频编解码、频率搜索和多途分集,可以保证接收信号的实时处理。从而,在信道多途比较严重、环境噪声较强的浅海信道中,能够实现长距离、低信噪比、低误码率、高保密性的实时扩频通信。通过湖试和海试,验证了此水声扩频通信系统的上述优良性能。

基于沃尔什-哈达玛变换和信噪比的自适应音频盲水印算法

针对加性水印中嵌入强度因子的自适应问题进行了研究,提出了一个基于信噪比的自适应音频水印算法.该算法在保证听觉质量的同时,利用信噪比自适应地调节嵌入强度因子,并将水印信号嵌入到音频数据经沃尔什-哈达玛变换后的低频系数中,水印检测时不需要原始音频信号参与.仿真实验结果表明该算法对诸如加噪、滤波、重量化、重采样和MP3压缩等常规信号处理具有较强的鲁棒性,可用于音频数据的版权保护.

Walsh-Hadamard变换的含噪语音信号自适应滤波

采用基于Walsh-Hadamard变换的自适应滤波器可改善收敛速度。仿真结果表明,此种结构的滤波器可有效地滤除噪声。

高速移动环境下OTSM迭代检测算法研究

正交时序复用(Orthogonal Time Sequency Multiplexing,OTSM)通过级联时分和沃尔什-哈达玛(WHT)复用将信息符号在时延和序列域进行复用。由于WHT在调制解调过程不需要进行复杂的乘法运算,相比于正交时频空(OTFS)调制有更低的调制复杂度。该文针对高速移动环境下的OTSM系统提出了一种二级均衡器:首先利用信道矩阵的稀疏性和带状结构在时域逐块进行低复杂度MMSE检测;随后采用高斯-赛德尔(GS)迭代检测进一步消除残余符号干扰。仿真结果表明,所提算法与基于单抽头频域均衡的GS迭代检测算法相比,采用16QAM调制且误码率为10–4时有1.8 dB性能增益。

一种面向WHT-NOMA的LC-MMSE-SIC检测算法

非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)在功率域中将多个用户信号叠加编码在一个发送信号中,这虽然增大了系统的容量与吞吐量,但在接收端造成更多的干扰。为了进一步提高接收机性能,文中将沃尔什-哈达玛变换(Walsh-Hadamard Transformation,WHT)与传统的NOMA技术结合。同时为了降低接收端串行干扰消除技术(Successive Interference Cancellation,SIC)的计算复杂度,将大信道矩阵分解为空心矩阵与对角矩阵的和,再利用诺伊曼级数近似将信道矩阵的直接求逆运算转化为对角矩阵求逆运算的乘积之和,有效地降低计算复杂度。仿真结果表明,WHT-NOMA系统的误比特率优于传统的NOMA系统,同时文中所提出的低复杂度的SIC算法的性能是与最小均方误差SIC算法相接近的。

基于极大极小准则下的(n,k,m)卷积码识别

针对现有识别方法仅适用于特定类型的卷积码,以及容错能力有待提高的问题,提出了一种基于改进门限沃尔什-哈达玛变换(Walsh-Hadamard transform,WHT)的(n,k,m)卷积码参数遍历识别方法。首先,将问题分为非系统和系统形式两种情况进行考虑,根据各自结构特点分别建立关于校验多项式的二元域方程,并建立二元假设;然后,遍历不同的参数组合并利用WHT求解对应方程,通过二元判决得到校验多项式,同时为提升方法的鲁棒性,采用极大极小准则对判决门限进行了改进。最后,利用校验多项式矩阵与生成多项式矩阵的正交关系求解生成多项式。仿真结果表明,该方法对各码率的卷积码均能有效识别,且抗误码性能优于传统方法。

基于树莓派的单像素成像系统

本文提出了一种基于树莓派的单像素成像系统.该系统以基扫描单像素成像技术为基础,以树莓派为核心,结构简单,成本低廉,可操作性强,非常适合应用于实验教学中.本文首先给出了基扫描单像素成像的原理,然后分别从硬件和软件两个方面对系统结构进行了详细介绍,最后展示了哈达玛和傅里叶单像素成像实验结果.本工作为开展光信息处理实验提供了一个新思路.

一种次优PTS-WHT联合峰均比抑制算法

针对正交频分复用(OFDM)系统的峰值均值功率比(PAPR)过高的问题,对次优部分传输序列算法进行了改进。本文提出了一种联合次优部分传输序列(PTS)与沃尔什哈达玛变换(WHT)算法。该算法通过次优PTS算法对OFDM输入信号进行WHT变换,降低了信号的自相关性,提升了算法抑制PAPR的性能。仿真结果表明,相比次优PTS算法,联合算法在相同分组数情况下,PAPR性能提升了0.6 dB。在相近PAPR性能条件下,联合算法的运算复杂度远远低于次优PTS算法。

基于DCT和DWHT的图像编码算法的研究

对离散余弦变换(DCT)和离散沃尔什—哈达玛变换(DWHT)这两种编码算法的原理、实施过程进行了详细的分析,然后对图像压缩进行了仿真,结果指出,采用离散余弦变换编码算法技术进行图像压缩较离散沃尔什—哈达玛变换算法效果好,图像清晰度未发生改变,即清晰度高、视觉效果更好.

WHT联合次优分层迭代PTS算法抑制OFDM信号峰均比

部分传输序列(PTS)算法是降低OFDM系统峰均比的有效方式,但由于其计算量随着相位因子数和分割子块数的增加呈指数级增长,故降低计算量成了PTS算法的重要改进方向。经典改进方法如IPTS算法,虽然大幅度降低计算量,但抑制PAPR性能受到了不可忽视的影响。由此在IPTS算法的基础上进行改进,提出次优分层迭代PTS算法,并利用Hadamard矩阵的正交性提出联合WHT的次优分层迭代PTS算法。Matlab仿真结果表明,该算法在计算量略有增加的情况下,抑制PAPR性能与原PTS算法贴近,和IPTS算法相比有明显提升。

基于特征点运动轨迹的非刚体三维运动恢复算法研究

研究了非刚体三维运动重建问题。介绍了基于轨迹空间理论的轨迹基变换算法,分析了轨迹基的频谱特性和非刚体特征点运动轨迹频谱特点,探讨了轨迹基的选择对非刚体三维重建的影响,并对真实图像序列的实验结果验证了该算法的有效性和精确性。