高效低噪二阶状态空间数字滤波器误差谱成形

本文给出误差反馈高效计算低舍入噪声(高效低噪)二阶线性状态空间(LSS)数字滤波器的设计方法。对窄带数字滤波,新结构比高效低噪原结构可降低噪声15dB,比原结构的最优LSS实现降低10dB。同时保持了原结构的运算高效性、溢出极限环稳定和低系数灵敏度等特性。用新结构并联实现高阶窄带椭圆滤波器,比用原结构和最优LSS结构的并联实现分别降低噪声13dB和9dB。

次最最优二阶状态空间数字滤波器的误差谱成形

导出单位噪声增益的计算公式,用统计和最优化方法表明9种误差谱成形结构的降噪性能,给出5条等降噪性能曲线。对窄带滤波,新结构可降低噪声10—30dB,降噪性能对滤波器的零点不敏感。新结构的舍入噪声比原来次最优二阶线性状态空间滤波器的并联实现结构降低12—28dB,且带宽愈窄,降噪效果愈佳。

基于最小均方误差对数谱幅度估计的心音降噪算法

将基于最小均方误差对数谱幅度估计的语音增强算法用在心音降噪中,该方法基于统计模型方法将降噪归于统计框架中,通过对带噪心音信号进行最优幅度谱估计,最小化估计心音与干净心音的差异来去除噪声,恢复原始的信号。实验结果表明,本文算法有效改善了心音信号的时频特征,并在后续的心音分类算法中获得了更高的准确率。本文方法在心音降噪中表现优秀,对电子听诊器、心脏病自动检测技术的发展具有重要意义。

基于自适应阈值活动语音检测和最小均方误差对数谱幅度估计的低信噪比降噪算法

针对低信噪比(SNR)环境下传统方法对声信号降噪的局限性,提出了一种联合自适应阈值活动语音检测(VAD)算法和最小均方误差对数谱幅度估计(MMSE-LSA)的实时降噪算法。首先,在VAD算法中通过基于能量概率最大值的概率统计来对背景噪声进行估计,对得到的背景噪声进行实时更新并保存;然后,将实时更新的背景噪声作为MMSE-LSA的参考噪声,并对噪声幅度谱进行自适应更新,最后进行降噪处理。通过在真实场景中对四类声信号进行实验,结果表明,该算法在保证对低SNR声信号的实时处理的情况下,相较于传统MMSE-LSA算法,降噪信号的SNR能够提高10~15 dB,且不存在信号过减的情况,可应用于实际工程。

资源三号多光谱影像波段配准误差评价

本文以资源三号多光谱影像谱段配准误差影像作为研究对象,分别采用传统均值滤波、中值滤波、高斯滤波及非局部均值滤波算法对配准误差影像进行噪声滤除,从垂轨和沿轨第一列像元配准误差结果可知,不同去噪算法均可降低噪声对误差统计结果影响,并且垂轨和沿轨的第一列配准误差经非局部均值滤波算法处理后分别从0.20和0.15像元减少至0.10和0.05像元,两个方向上的误差分布均更为稳定。因此选取非局部均值滤波算法进行噪声滤除可减弱地物特征对谱段配准影响,能更科学评价影像谱段配准精度,间接反映配准误差与卫星平台之间的相对关系。

相位截尾对DDS输出频谱影响的分析与计算

采用时域波形分解的方法 ,分析了相位截尾对DDS输出频谱的影响 ,给出了相位截尾误差频谱的分布规律 ,提出一组误差谱的高精度快速算法 ,并对其作了仿真 ,波形数据表地址字长较长时 ,可采用其中的近似算法 ,较短时则可采用精确算法 .

参考大气谱方法在国家气象中心谱模式上的应用

参考大气引入中期谱模式，能有效地减少截谱误差，提高预报精度．文章主要叙述了参考大气在国家气象中心业务预报谱模式上的进一步发展．计算结果表明，引入参考大气后。

GRAPES全球模式背景误差协方差水平结构特征分析

基于1个月的GRAPES全球模式模拟资料,采用NMC方法统计了GRAPES全球模式的背景误差协方差,从背景误差的谱曲线和水平相关特征尺度2方面对背景误差协方差的水平结构进行分析,并与欧洲中心的计算结果进行比较。结果表明:2种模式的谱曲线变化趋势较为一致,背景误差的动能谱和位势高度功率谱均在1—7的波数范围逐渐增大,在7—14的波数范围取得最大值,之后随着波数的增大,谱值逐渐减小;在波数>20的范围内,总动能谱随波数的衰减主要由旋转动能谱随波数的减小造成。采用谱方法和格点方法进行水平相关特征尺度的计算,结果表明二者计算得到的背景误差的水平相关特征尺度随高度的升高而增大,随波数的增大而减小,但谱方法的计算结果大于格点方法。

非线性系统中目标跟踪性能评估的新度量

在将误差谱度量推广应用到动态系统滤波器的评估时,整个时间轴上将绘出一个三维图,不直观且不利于分析.为了解决这一难题,提出一个新的度量—动态误差谱,并给出了三种不同应用背景下的计算形式.其中一种采用了几何平均的形式因而可以给出较为"公正"的评估结果,可直接应用于动态系统.接着从新的角度把这一度量应用于对四种非线性滤波算法的评估,仿真结果验证了动态误差谱这一新度量的有用性和有效性.

六自由度运动模拟器振动控制策略

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5～25Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3dB以内,满足精确复现的性能指标。

基于听觉感知的LSA-MMSE改进型语音增强方法

传统增强方法的增益函数对每个频点都进行估计,必然会引进相对较多的语音失真。为了提高低信噪比下的语音增强效果,提出了一种计算掩蔽概率的方法,得到优化的语音增强方法。基于听觉感知特性,对噪声被掩蔽部分的带噪语音谱和未掩蔽部分采用不同处理方法。增强后的语音可以表示为这两个状态下单独估计的加权和,其中权重与噪声被掩蔽概率有关。通过与Virag的方法、LSA-MMSE估计等方法进行比较,实验结果表明所提的增强方法能在低信噪比下有效地抑制残留噪声的同时保持更小的语音失真。

结合人耳听觉感知的两级语音增强算法

针对现有语音增强算法面临残留噪声这一问题,结合人耳听觉系统的掩蔽特性,本文提出了一种优化的语音增强算法。算法分为两级,第一级利用MMSE-LSA谱估计法对带噪语音进行降噪处理,经过处理后,带噪语音信号的信噪比得到了提高。然后,针对第一级增强语音信号中的残余噪声利用人耳听觉掩蔽特性掩蔽掉。为此,算法结合人耳听觉掩蔽特性设计了感知增强滤波器,该滤波器能够有效去除第一级增强语音信号中的残留噪声。仿真实验表明,在各种复杂背景噪声以及信噪比环境下,经过本文算法处理后的增强语音信号残留噪声明显减少,算法提升了增强语音的主观感知质量。

改进的基于响度域的语音增强算法

针对短时谱幅度最小均方误差估计(MMSE-STSA)语音增强算法在非平稳噪声环境下噪声抑制能力较差的问题,提出一种改进的MMSE-STSA算法。该算法在响度域进行谱幅度估计,并采取基于概率的语音判决方法。实验结果表明,相比传统的MMSE-STSA算法,改进算法在非平稳噪声环境下能够获得更好的语音质量。

结合掩蔽特性的LSA-MMSE语音增强方法

基于听觉掩蔽特性,给出了计算噪声被掩蔽概率的方法,用其概率对LSA—MMSE进行加权得到一种单声道语音增强方法。通过与Azirani方法进行比较,实验结果表明所提的增强方法能在低信噪比下有效地抑制残留噪声的同时保持更小的语音失真。

高超声速飞行器命中精度高准确度评估

为科学合理地评估高超声速飞行器的命中精度,提出了一种基于误差谱的高超声速飞行器命中精度高准确度评估方法。对获得的高超声速飞行器命中精度数据进行预处理,得到该数据的落点偏差。构建算术平均误差、均方根误差、调和平均误差、误差中位数、误差众数、几何平均误差和迭代中距误差评估指标来反映高超声速飞行器命中精度的性能。分别建立高超声速飞行器命中精度评估模型及其可信度模型。通过实例验证所提评估方法的正确性和合理性。仿真结果表明:所提方法不仅能给出高超声速飞行器命中精度的评估结果,还能给出该结果的可信度。研究工作为高超声速飞行器命中精度的高准确度评估提供了新的科学评估方法。

资料同化中二维特征长度随模式分辨率变化的分析研究

特征长度是资料同化中的重要参量,决定了观测信息在空间的传递特征,而特征长度随模式水平分辨率增减而变化的特点与背景误差湍流功率谱分布特点密切相关。通过对不同来源实际资料计算获得的特征长度数据分析和对理想数据数值试验分析,结果表明随着模式分辨率的提高,特征长度会按照二次根的规律递减。特征长度的这种变化由背景误差湍流功率谱,特别是与次天气尺度(20-60波)到中尺度波(大于60波)的湍流功率谱斜率特征决定。当湍流功率谱斜率从-5/3变化到-4时,特征长度随模式分辨率变化的敏感性降低。作者估计出的温度场的实际背景误差湍流功率谱斜率在次天气尺度到中尺度大约在-2.8左右。对特征长度的估计除传统方法外,可以根据背景误差的湍流功率谱斜率特征来更方便地给出,该方法可作为传统方法的补充来匹配应用。

基于音频技术的白羽肉鸡咳嗽识别算法研究

[目的]咳嗽是肉鸡呼吸道发病初期的主要症状,为实现肉鸡呼吸道疾病非接触式监测,本研究提出一种肉鸡咳嗽声识别算法。[方法]利用网络拾音器采集白羽肉鸡咳嗽及其他声音数据,选用最小均方误差(MMSE)谱减法对其进行滤波去噪;经预处理后人工截取肉鸡咳嗽样本与噪声样本;提取样本基于小波变换的梅尔频率倒谱系数(WMFCC)特征,构建高斯混合模型-隐马尔科夫模型(GMM-HMM)识别算法,训练并调整优化咳嗽识别模型。[结果]试验表明,在隐状态数为3,高斯元个数为3时,该模型在测试集上达到最优识别效果,正确率为98.7%。将算法识别结果与人工分类结果比较,肉鸡咳嗽识别算法的平均准确率为95%。[结论]本文提出的肉鸡咳嗽算法模型能较好地检测肉鸡咳嗽,为肉鸡呼吸道疾病的早期自动预警提供技术支持。

顾及观测噪声和数据分辨率的线性估计方法研究

基于最小均方误差准则的频域形式,探讨了观测噪声和数据分辨率对估计结果的综合影响,给出了频域内顾及观测噪声和数据分辨率的最优线性估计及其误差功率谱的一般公式。算例表明,当数据分辨率较高时,观测噪声对估计精度占有主要的影响;当数据分辨率较低时,估计误差主要表现为采样不足引起的混叠误差,观测精度的提高对估计结果的改善非常有限。研究成果可为重力场精化中技术方案的设计提供参考。

一种新的1／f过程小波模型

给出了一种新的二进小波1/f过程模型,从理论上证明了一类谱指数为H的近似1/f过程可通过一簇平稳随机过程产生.由于所提方法利用了1/f过程小波系数的相关性,因而有效地减少了合成1/f过程的谱误差.数值实验结果表明,新模型很好地改进了已有模型.