低秩先验的相位差法太阳图像重建

相位差法是常用的图像事后重建方法之一。为提高相位差法对太阳图像重建的鲁棒性,本文提出了基于低秩先验的改进的相位差法,即引入了图像核范数正则化到相位差模型中,并分别利用半二次分裂方法和BFGS求解图像子模型和相位子模型。在仿真退化的焦面和离焦面太阳图像上进行重建实验与分析,与基于Tikhonov正则化的经典相位差法相比,在无噪声和有噪声情况下基于低秩先验的相位差法在主观视觉效果和客观指标上均能够提高波前相位估计的精度,提高重建图像的质量。

全相位时移相位差法在电力谐波检测中的应用

分析了传统FFT和全相位FFT(apFFT)谱分析的原理和区别,说明了全相位FFT谱分析方法在电力系统谐波检测方面的优势。根据apFFT谱分析方法的相位不变特性可以精确地得到各个谐波的相位,再利用全相位时移相位差校正法获取各个谐波的频率和幅值。文中详细说明了采用目前在电力系统比较流行的基于Cortex-M3内核的STM32芯片对该算法进行设计与实现,测量所得结果准确度较高。该方案对电力系统谐波检测有一定参考价值。

基于Quinn算法和相位差法的正弦波频率估计综合算法

Quinn算法是正弦波频率估计中应用广泛、计算量小且稳定性较好的算法,但是在低信噪比时当信号频率靠近离散傅立叶变换(DFT)的量化频率时,Quinn算法估计误差较大;而改变窗长相位差法在这种情况下具有较高的估计精度,但当信号频率位于两相邻离散傅立叶变换(DFT)的量化频率中心区域时,其估计误差很大。根据这两者特点,本文提出了一种基于Quinn算法和改进的改变窗长相位差法的正弦波频率估计综合算法,给出理论计算过程及相关误差公式。计算机蒙特卡罗模拟仿真实验和性能分析表明了本文算法在计算量增加不大的情况下,在设定频率范围内能够提高频率估计的精确度和稳定性,其均方误差接近克拉美罗限且具有较低信噪比门限,整体估计性能优于Quinn算法和改变窗长相位差法,具有工程实用价值。

相位差法波前传感系统自身误差的分析及消除方法

针对附加像差为离焦的情况,对焦面位置误差、离焦量误差、图像对准误差以及图像噪声等因素带来的波前传感误差进行了数值模拟,并给出了确定焦面位置、对准焦面图像和离焦面图像、精确计算分光比、确定离焦量以及处理图像噪声的方法。使得传感结果的均方根误差分别由0.088 8λ,0.059 0λ,0.128 4λ,4.170 6λ,0.152 6λ降为0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.029 2λ。结果表明:这些方法可以有效地减小传感误差,大大提高了传感精度,为相位差法的实际应用提供了重要的技术支持。

离焦量误差对相位差法波前重构的影响

相位差法波前探测是利用焦面和已知像差函数及像差尺度的离焦位置上同时采集的一对短曝光图像,通过最优化方法使代价函数最小化,从而得到目标和波前相位估计值的波前探测方法。本文通过计算机模拟了像差函数为离焦像差的情况下,经相位差法波前探测成像系统后在焦面和离焦面上采集得到的图像强度分布,采用有限内存拟牛顿法(LFBGS)对模拟图像进行数值求解,实现了波前相位的重构和对面源目标的重建;由于在实际应用中测量误差和机械加工带来的离焦量偏差是不可避免的,因此在模拟实验中就离焦量尺度不精确的情况进行了分析。

基于相位差法的光学综合孔径望远镜失调检测技术

光学综合孔径望远镜常常因为子望远镜间的失调大于1λ而产生相位差,影响望远镜的分辨能力。基于相位差法的检测技术,主要是利用在焦面和离焦位置上同时采集的一对图像,对光瞳上的相位分布进行恢复,从而得出子望远镜间的微小失调误差。在计算机模拟成像系统的基础上,我们使用有限差分法对波前相位进行了恢复。模拟研究结果表明,相位差法可以较准确恢复出波前相位,检测出失调量。

基于激磁电流单周期内负半波持续时间特征的直流剩余电流检测新型相位差法

针对直流剩余电流保护方法中传统的相位差法存在检测特征提取困难和硬件电路结构复杂的问题,提出了一种基于激磁电流一个周期内负半波持续时间特征的直流剩余电流检测新型相位差法。该方法通过检测激磁电流负半波的持续时间在剩余电流出现前后的差值来检测直流剩余电流。首先对激磁电流进行半波整流处理,将其负半波的持续时间转化为其幅值为零的时间。然后通过检测其幅值为零的持续时间在剩余电流出现前后的差值达到测量目的。基于该方法完成了直流剩余电流互感器硬件电路的设计,并通过实验验证了此方法的有效性。

相位差法用于拼接镜piston相位检测的实验研究

为了在实验的基础上研究相位差法在拼接镜piston波前探测中的性能,本文在球面镜上放置两个合成口径分别为200 mm和50 mm的拼接形光阑,进行了模拟拼接实验。依据相位差法的基本原理,通过优化计算可得piston误差分别小于25 nm和1 nm,以此验证了相位差法在拼接镜piston波前探测中的能力,并为将相位差法用于实际拼接镜系统波前探测打下了一定的基础。

相位差法测量光的速度

介绍了一台自制的利用相位差法测量光速的仪器的基本原理和方法,并通过对光在空气中的传播速度的测定,使大家对用相位变化测量光速仪器有所了解。

基于遗传算法的相位差法波前检测piston误差

光学综合孔径望远镜常常因为子望远镜间的失调大于1λ产生相位差,影响望远镜的分辨能力。基于相位差法的检测技术,可以检测出子望远镜间的微小失调误差。提出了相位差波前检测方法与遗传算法相结合,设计了一个相位差波前传感器,进行综合孔径望远系统的piston误差检测。在计算机模拟成像系统的基础上,仿真结果证明,基于遗传算法的相位差波前检测方法可以较准确地恢复波前相位,检测piston误差。

基于Rife算法和相位差法的频率估计算法

针对Rife算法在低信噪比条件下被估计频率接近FFT量化频率时估计误差较大,而改变窗长相位差法具有较高的估计精度的特点,文中利用频谱细化技术对Rife算法进行了改进,提出了基于改进Rife算法和改变窗长相位差法正弦波频率估计综合算法,给出了理论计算过程及相关推导公式。仿真结果表明,即使信噪比为-15d B,改进算法仍然具有较高的估计精度而且在整个频段上性能稳定,均方根误差接近克拉美-罗限,且改进算法计算量小,易于硬件实现。

短时数据相位差法测频

从相位差法测频的基本原理出发,考虑到直接平均相位差法不能适应低信噪比和短时数据的要求,对相位数据做解卷绕和翻转预处理,从而解决了相位跳周和频率反转的固有问题。做完预处理的相位数据,通过2种测频算法高阶相位差法和相位加权平均法,2种算法都不会出现直接平均的数据抵消,而且充分利用了相位差信息。仿真试验表明,2种算法能适应短时数据低信噪比的要求,能应用于工程实践。

利用Cramér-Rao理论研究相位差法的最佳离焦量

针对光子数足够多的情况,利用Cramér-Rao理论研究了在选取离焦作为附加像差时,不同的待测波前和目标对最佳离焦量选取的影响。结果表明:在点目标情况下,像差的大小和空间频率对最佳离焦量的影响不大;而在扩展目标情况下,最佳离焦量虽然与待测像差的空间频率关系不明显,但随着待测像差峰谷值的增大而增大。最佳离焦量与目标的结构有关而与其扩展程度关系不大,成像时目标上各点的干扰越大,最佳离焦量越大。

一种基于非对称窗的相位差法

提出一种新的相位差法,用来校正离散频谱中频率、相位和幅值的误差。由于经典窗函数的对称性,它们具有恒定的时延和相同的相位响应。解除窗函数的对称性限制,可以引入具有可变时延和不同相位响应的非对称窗函数。建立在非对称窗的可变相位基础之上的相位差法可以克服传统方法的一些固有缺点。仿真表明通过选择合适的窗函数,对相邻很近的频率成分,该方法校正也能保证精确的结果。该方法还可以从根本上避免最高谱线定位错误带来的误差。对带有加性高斯白噪声的理论信号分析,结果显示直接基于非对称窗的校正方法与传统方法的抗噪性能相似。另外,将传统方法中的对称窗替换为非对称窗可以提高算法的抗噪性能。

基于相位差法的快速工频频率校正的研究

采用相位差法对工频频率测量进行了研究,推出了频率校正的计算公式;研究了窗函数和窗长度的选择对校正精度和响应时间的影响,在窗长度足够长的情况下,采用布莱克曼窗、凯泽窗有很高的校正精度;为提高响应速度,推导出了窗长为一个工频周期的傅立叶系数的计算公式,得出只含单频成分时,仍能够采用相位差法对频率进行校正,而当含有高次谐波时不宜直接采用相位差法的结论;还得到一种新的频率校正方法,该方法适合含有高次谐波的情况;通过给出的两种模型进行仿真实验,验证了理论结果的正确性.

超声相位差法测量杨氏模量

传统的拉伸法测量杨氏模量存在着自动化程度不高、耗时较长等弊端,为了提高实验效率,运用超声波相位法测距原理,提出了一种新颖的超声相位差法测量杨氏模量的方法。该方法以自制的超声相位差测距仪为基础,搭配一套收发换能器,对钢丝进行了测量。结果表明:超声相位差法测量杨氏模量的测量精确度较高、可操作性强、自动化程度高,具有较好的应用前景。

波前相位差法探测器的设计

波前相位差法是利用焦面像和离焦面像通过一个相位多样性算法来拟合相位或对目标复原,这就要求采集两个图像,一个是焦面像,另一个是离焦面像。本文的设计是根据晶体的偏振原理分像,并将焦面像和离焦像同时采集到同一个CCD(Charge Coupled Device)上,这种方法保证了两个图像的同步、实时,而且光学系统简单。文中具体给出了一种新型波前相位差法探测器的设计方案、像差分析,并且模拟了波前相位差法探测器对模拟结果的影响。

基于apFFT时移相位差法的多普勒雷达测速系统研制

为了实现多普勒雷达的精确测速,采用基于具有初相不变性的apFFT(all phase FFT,全相位快速傅里叶变换)的时移相位差法,以FPGA为数据处理平台,进行数据的采样存储、加窗处理、频谱变换以及频谱分析和相位计算,所得结果通过以太网传输至PC,再利用MATLAB的GUI可视化界面进行数据观察、分析。实验结果表明,在采样率200 kS/s、2048点频谱分析的条件下,测速误差可精确到千分之一。因此,该方案能实现高精度的速度测量。

基于相位差法的声速测量

对传统相位差法的声速测量原理的研究,并作改进,提出了相位差法数字测声速的方法.此方法运用了单片机的数字处理,使其能够测定不同频率、不同温度下的声速.运用此方法能够使声速的测量精度得到大大的提升,而且更加简化了声速的测量.

相位差法测量磁传感器阵列的非平行度

随着磁传感器技术及磁测技术的发展,通过测量磁梯度张量进行磁探测及磁定位已成为磁探领域的新方法。但在磁梯度张量测量过程中,由于机械安装的误差导致的磁传感器阵列中各传感器的磁轴的不平行将会极大的降低磁定位的精度。本文提出了一种易于实现的磁传感器阵列非平行度测量方法——相位差法,并通过试验验证了其有效性。