基于稀疏表示的绝缘子紫外图谱闪络状态分类评估方法

绝缘子运行状态的检测和故障诊断对于维持电力系统安全稳定运行至关重要。针对目前存在输变电绝缘子的紫外检测图像故障特征不明显、诊断准确率不高的问题,提出了一种基于稀疏表示法的绝缘子紫外图谱的闪络状态分类评估方法。通过字典学习构建图谱信号自适应的过完备字典,采用加速近邻梯度算法和正交匹配追踪算法对待测紫外图像进行稀疏求解,依据稀疏矩阵的非零项进行分类诊断。结果表明,该方法的检测准确率较高,最高可达98%,其中正交匹配追踪算法依赖于字典的健全程度,当训练样本充足时算法识别时间仅为0.000 8 s。而加速近邻梯度算法则选取多个较优参量,适用于样本量较小的分类评估。此外,稀疏度参数敏感度较低,具有较好的鲁棒性。该算法同多分类支持向量机（M-SVM）算法相比,具有更好的表现性能,在绝缘子紫外检测分级预警和故障检测方面具有良好的应用前景。

基于压缩感知的ISAR像目标旁瓣抑制新方法

在ISAR成像中,基于脉冲压缩的处理方法不可避免地会产生目标旁瓣现象。为了有效的抑制目标旁瓣,提高目标识别能力,文中提出了一种基于压缩感知理论的ISAR成像方法,该方法根据雷达原始回波信号与参考信号作差频处理后所得信号的稀疏特性,构造合理的傅里叶基矩阵实现雷达数据的稀疏表征,然后利用正交匹配追踪算法重构目标谱图,并得到目标旁瓣被有效抑制的目标ISAR像。最后,通过仿真实验验证了文中方法的有效性和可行性。

Contourlet变换在MRI图像重建算法中的应用

为了提高核磁共振图像的重构效果,提出一种Contourlet变换的MRI图像重构算法。首先,将核磁共振图像运用Contourlet变换进行分解,以此得到该磁共振图像对应的高频子带;然后,对高频子带利用方向正交特点进行重构,并采用高斯分布测量矩阵对各子带进行测量,构建压缩感知;最后,对于各子带系数运用正交匹配追踪法进行重建,随后对原图像运用Contourlet反变换进行重构。经分析实验结果可得出结论:在相同采样率的情况下,在生成核磁共振图像中,本文提出的重构算法在主观视觉效果、峰值信噪等方面要优于其他算法。

物联网多路复用信息长距离可信传输方法仿真

针对物联网信息传输过程路径复杂、可信度偏低,导致传统物联网信息传输往返延时较高、稳定性较差的问题,提出可信性目标下物联网多路复用信息长距离传输方法。给出物联网多路复用信息定义,给出网络信息节点的传输效率与线路信道性能对网络信息传输的可信性的影响,根据采用信道长度、信息完整度、能量损耗和传输时间的评价目标建立可信评价矩阵,结合矩阵构建网络信息能量模型和线路模型,由此推导网络信息传输可信性评价目标值,定义网络信息传输时间以及分类缺失率表征网络功能的可信性目标,最终通过可信性评估模型完成多路复用信息信息长距离可信传输。为证明所提方法的有效性,进行一次仿真,结果证明所提方法的时效性更优、应用稳定性较好,且信息传输往返时延较低。得出结论:所提方法具有更好的应用性能。

基于压缩感知的自适应稀疏子脉冲成像方法

基于空中运动目标回波信号的稀疏特性,提出了一种基于压缩感知(CS)的线性调频步进信号(SFCS)稀疏子脉冲自适应高分辨雷达成像方法。在对目标进行稀疏成像时,根据目标回波稀疏特性与发射信号子脉冲数之间的关系,建立相应的稀疏子脉冲动态闭环反馈系统,实现发射信号子脉冲数量的自适应调整;结合各脉冲簇中子脉冲的稀疏情况,建立相应的部分逆傅里叶变换基矩阵,并利用正交匹配追踪(OMP)算法对目标高分辨距离像(HRRP)进行重构处理,进而实现对目标的高分辨成像。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于字典学习快速算法稀疏表示机械振动信号的压缩测量重构

为解决机械振动信号在压缩感知过程中稀疏过完备学习字典训练时间过长的问题,提出一种快速训练的过完备学习字典学习快速算法。该算法在SGK字典学习算法的稀疏编码阶段使用同步正交匹配追踪法(SOMP)对多列训练样本原子进行同步稀疏编码,提升字典学习速率。首先确定同步稀疏编码原子数m1,然后根据m1对训练样本进行分块并采用SOMP算法对m1列的样本原子进行同步稀疏编码,最后利用最小二乘法对字典原子进行更新。算法进一步提升了SGK字典学习算法的速率,缩短了单次迭代稀疏编码所用时间。仿真实验结果表明,在相同条件下基于字典学习快速算法训练的过完备学习字典的压缩重构性能与K-SVD和SGK算法训练的过完备学习字典几乎相同,但训练字典所用时间明显减少。

基于稀疏表示和支持向量机的人脸识别算法

随着人脸识别技术的发展和应用,现今人脸识别的方法也趋于多样化,其中基于稀疏表示分类(SRC)的人脸识别方法是随着压缩感知理论兴起而诞生的一种全局线性方法。在先前研究的基础上,文中提出用正交匹配追踪法(OMP)代替梯度投影法(GPSR)来求解稀疏表示模型,通过设置稀疏阈值来控制稀疏系数的稀疏度,消除了非零系数出现在非样本所在类的现象。此外,基于SRC的人脸识别的识别准则是重构残差最小,对于一个测试样本,需要计算其与其他每一个样本的相似度,识别效率低。针对这个缺点,提出将多分类支持向量机作为最后分类的工具,在ORL人脸库上进行了实验验证,结果表明,该方法可以提高人脸识别的速度和准确率。

基于无线传感人脸识别的空间弱小人体目标跟踪方法

针对空间弱小目标跟踪虚警概率高,受噪声影响大等问题,提出基于无线传感人脸识别的空间弱小人体目标跟踪方法。建立基于双向稀疏表示的无线传感人脸识别模型,通过训练图像矩阵,识别图像特征。采用正交匹配追踪法求解无线传感人脸识别模型,通过不断迭代,获取空间弱小人体目标图像的双向稀疏表示。通过粒子滤波观测模型对目标粒子与背景粒子之间的稀疏重构残差差异性进行分析。通过随机估计方法,参考现有的图像数据,更新字典子空间,完成弱小人体目标跟踪。经仿真分析证明:该方法的目标识别率最高为97%;位置跟踪平均误差较低,并且检测概率高,为98%;虚警概率低,为17%。因此,说明该方法能够实现对弱小人体目标的有效跟踪,具备较高的实用价值。

基于分布式压缩感知重构算法的应用

针对无线传感器网络通信功耗大、导致节点寿命短的问题,引入压缩感知算法进行数据压缩,减小传输数据量、降低通信能耗。通过对无线传感器网络的分布式信号进行分析,提出了针对分布式压缩感知联合稀疏模型1的正交匹配追踪法的改进算法,减少重构算法计算量,使其适用于无线传感器网络。文中把改进算法用于处理温室大棚中所检测的温度信息,并进行性能分析。实验结果验证了理论分析结论,在保证复原信号精确度的前提下减少了计算量。

压缩感知在ISAR谱图压缩重构中的应用

针对天基逆合成孔径雷达(Space-borne ISAR)回波信息传输到地面过程中数据量大的问题,本文提出了一种基于压缩感知的ISAR数据压缩与重构方法。该方法是将目标回波变换到谱图域(即距离-慢时间域)后,再利用压缩感知技术将目标谱图压缩后传输,大幅减少了传输数据量。在地面接收端,利用基于正交匹配追踪法的谱图重构方法恢复谱图信息,并重构最终的ISAR像。仿真结果表明,利用本文方法恢复的谱图与压缩前的谱图相比相当逼近,而且重构出了高质量的ISAR像。

基于稀疏表示法的绝缘子单片红外图谱的故障诊断方法

以3伞瓷质劣化绝缘子单片为研究对象,利用红外成像技术采集成像,对获取图像依次进行分层切割、同态滤波去噪,形成绝缘子单片集.基于绝缘子单片的红外故障图像的稀疏特性,以单片集中的单张红外图谱作为原子构建过完备字典,利用贪婪思想下的正交匹配追踪算法,迭代求解被识别图像在此字典的稀疏表示系数,根据系数中的非零项来诊断被识别的绝缘子单片是否劣化.经过测试分析,基于稀疏表示的绝缘子故障诊断模型具有较好的识别准确率,对于劣化绝缘子的初期发热也具有极高的识别能力,对背景因素的干扰也具有较高的抗噪性.

基于压缩感知产品内部装配正确性检测的研究

针对工厂一般采用批量产品的抽检对产品内部结构进行检验,由于受人为因素的影响很容易造成漏判和误判,提出了将压缩感知理论应用到产品内部装配正确性的检测。首先通过比较选用了具有优势的K-SVD算法来构造稀疏基矩阵,在解决稀疏解时采用了运算复杂度较低的贪婪算法,通过验证选取了具有优势的正交匹配追踪(OMP)进行分类。实验结果表明,随着训练样本数量的增加正确识别率在增加但是以时间的增加为代价,在保证识别率的前提下采用了PCA降维,可有效节约时间为4.41S,提高了识别速度。

自适应超完备字典学习的SAR图像降噪

提出一种基于自适应超完备字典学习的SAR图像降噪。该算法建立在超完备字典稀疏表示基础上,具有较强的数据稀疏性和稳健的建模假设。算法依据相干斑噪声统计特性,通过分步优化字典原子和变换系数自适应构造超完备字典,利用获得的超完备字典将图像局部信息投影到高维空间中,实现图像的稀疏表示,运用正则化方法建立多目标优化模型。最后通过对优化问题的求解重建SAR图像场景分辨单元的平均强度,实现SAR图像的降噪。实验结果表明,该算法对相干斑噪声有很好的抑制效果,并且具有保持图像细节信息的优点。

基于不适定反问题求解的降水图像降尺度研究

遥感降水产品和环流模型预报降水降尺度研究一直是水文和气象学的热点。使用多源降水融合资料进行降水图像降尺度研究,其本质是提高低分辨率观测或模拟降水场分辨率,并适当增加其细节或高频特性。基于降水自相似结构性质,将不适定数学反问题求解法用于降尺度。在求解降尺度不适定反问题时,不同风暴环境的小规模组织内降水特征往往会重复出现这一性质,通过训练得到高、低分辨率的降水场,形成相应的"完备字典",用于正交匹配追踪贪婪法重构高分辨率降尺度的降水场。执行时,首先基于专家场(Fields of Experts,FoEs)模型进行缺测资料插补;其次采用文中方法进行降水图像降尺度应用研究。基于传统"保真度"度量指标和空间结构相似性度量法对该方法得到的试验结果进行评估,结果表明该方法可行。