短时傅里叶变换域最优非因果滤波器和滤波矩阵降噪算法

在现有短时傅里叶变换域单通道降噪算法考虑帧间相关性的基础上,为提高算法的灵活度以及滤波器的性能,提出了一系列最优非因果滤波器和滤波矩阵.具体地,通过引入非因果概念,设计出一组单通道非因果降噪滤波器,以实现同时利用过去帧和未来帧信息进行噪声抑制的目的.并在此基础上,推导出了一组最优单通道滤波矩阵,以降低算法的复杂度.将非因果滤波器以及滤波矩阵的思想相结合,进一步提出了一组单通道非因果滤波矩阵.随后,将所提算法扩展至多通道场景中,设计出了一组最优多通道非因果降噪滤波矩阵,以达到更好的降噪效果.最后,对所提算法进行了仿真实验.实验结果表明,与传统算法相比,本文提出的算法可有效改善带噪信号(输入信号)的信噪比,提升语音质量.

基于卷积神经网络的短时傅里叶变换

本研究提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的短时傅里叶变换方法,用于揭示非稳态信号的频谱随时间的变化规律。我们设计了一个卷积神经网络,采用双层结构,并随机初始化网络权重系数,不包含偏置系数。输入数据为随机生成的一维信号,其傅里叶变换作为标签数据。通过使用平方误差作为损失函数,并运用梯度下降法对网络进行训练,网络逐渐学得输入信号到其傅里叶变换的映射规则。同时,我们观察到网络权重系数在迭代过程中逐渐逼近傅里叶变换的核函数。基于学到的核函数,我们进行了信号的时频分析。数值试验结果表明,以通过训练获得的核函数作为基函数的短时傅里叶变换能取得与传统窗口傅里叶变换相一致的结果,证明了该方法的有效性。这一基于卷积神经网络的短时傅里叶变换方法为处理非稳态信号提供了一种新颖而有效的途径。

基于非均匀快速傅里叶变换的最小二乘反演地震数据重建

不规则采样地震数据的重建是地震数据分析处理的重要问题.本文给出了一种基于非均匀快速傅里叶变换的最小二乘反演地震数据重建的方法,在最小二乘反演插值方程中,引入正则化功率谱约束项,通过非均匀快速傅里叶变换和修改周期图的方式,自适应迭代修改约束项,使待插值数据的频谱越来越接近真实的频谱,采用预条件共轭梯度法迭代求解,保证了解的稳定性和收敛速度.理论模型和实际地震数据插值试验证明了本文方法能够去除空间假频,速度快、插值效果好,具有实用价值.

错格实数傅里叶变换微分算子及其在非均匀介质波动传播研究中的应用

提出一种新的数值微分运算方法 ,即错格实数傅里叶变换微分法 .该方法的运算速度比错格复数傅里叶变换数值微分解法快 0 .33倍 ;因为该微分算法在整个微分运算过程中保留了奈奎斯特分量 ,使得它比普通分格的实数傅里叶变换数值微分算法的精度高 ,稳定性好 .将该方法和Cagniard DeHoop解析法在求解半无限空间地震波动的问题中进行比较 ,结果表明 ,新微分法的精度和解析方法的精度相同 .在非均匀介质中的地震波传播数值模拟的结果表明 ,该方法是一种研究非均匀介质中地震波传播问题的有效的数值微分方法 .

基于非均匀快速傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法

沿航向的非匀速运动对SAR成像质量有很大影响,而运动补偿后SAR图像存在几何形变,影响子图像拼接和多波段SAR图像融合。当沿航向速度误差较大时,实图像域插值校正后图像残留的几何形变不能忽略。基于上述问题,该文提出一种基于非均匀傅里叶变换的SAR方位向运动补偿算法,算法直接对方位向的非均匀数据进行非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)。该算法的定位误差和几何形变比实图像域插值校正几何形变算法小1到2个数量级,对沿航向速度误差有很强的鲁棒性,补偿后数据的幅度和相位信息都得以保留。SAR仿真和实测数据验证了该算法的有效性。

傅里叶变换红外成像光谱仪非均匀性在线定标与校正研究

由于傅里叶变换红外成像光谱仪结构的特殊性,其非均匀性在线定标与校正在工程上一直没有得到有效解决。首先对IRFPA非均匀性校正的原理与算法进行了简要阐述,在此基础上,通过对时间调制型、空间调制型及时间空间联合调制型傅里叶变换红外成像光谱仪原理结构的深入分析,针对这三种制式的光谱仪,分别研究出了相应的非均匀性在线定标与校正的方法,为星载傅里叶变换红外成像光谱仪非均匀性的在轨定标奠定了良好的技术基础。

基于空域非均匀傅里叶变换的傅里叶望远镜

为了在稀疏发射阵列下清晰重构目标图像,提出了一种基于空域非均匀傅里叶变换(NDFT)的傅里叶望远镜信号处理方法。依据傅里叶望远镜的发射器位置与抽取的目标空间频率关系,结合MATLAB程序特点,完成了空域非均匀傅里叶逆变换,重构了目标图像。稀疏发射阵列配置方式为:T型阵列单臂放置11个发射望远镜,连续抽取目标的8个低频信息,再抽取3个高频分量。选择不同形状和灰度分布的4个卫星作为成像目标。与补零均匀快速傅里叶变换(FFT)方法重构的图像对比发现:信噪比为100dB时,相比补零均匀FFT方法,NDFT方法重构图像的Strehl比都有所提升,最高提升了0.159 8。

非均匀傅里叶变换频率不变波束形成方法

频率不变波束形成是宽带阵列信号处理研究的重要内容之一。本文以麦克风阵列语音处理为研究对象,针对FIB低频处波束形成一致性不理想的问题,提出了一种基于非均匀傅里叶变换的频率不变波束形成方法。该方法采用非均匀采样来增加低频处的采样点数,构建符合非均匀傅里叶逆变换的范德蒙矩阵,再用优化对称窗函数对变换结果进行截取,得到空时滤波器。该方法不仅实现了低频段与期望波束响应近似的波束图,且降低了阵元数目。计算机仿真实验结果验证了该方法的有效性。

一种计算非均匀傅里叶变换的新方法

非均匀傅里叶变换在雷达、通信、医学成像、射电天文学等诸多领域都获得了广泛应用,其快速计算是近年来的研究热点,通常非均匀傅里叶变换是在快速傅里叶变换的基础上通过内插来计算的。该文提出一种通过将快速傅里叶变换与复指数的勒让德多项式展开结合起来计算非均匀傅里叶变换的新方法,该方法具有快速、数据不依赖的特点。计算机仿真结果表明文中方法比其他内插方法有更好的性能。

基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿方法

针对正交频分复用水声通信对多普勒频移敏感的问题,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿算法。将第2类非均匀快速傅里叶变换引入正交频分复用水声通信中,利用非均匀快速傅里叶变换对接收信号进行多普勒因子网格补偿,通过稀疏贝叶斯学习获得水声信道估计,以水声信道的稀疏能量最小作为多普勒因子判断准则,从而获得高精度多普勒估计。仿真结果显示,所提出的方法在信噪比大于5 dB时,多普勒估计均方根误差优于1×10^(-5),同时系统误码率随着多普勒估计均方根误差减小而降低。海上试验结果显示,利用本文所给多普勒估计方法获得的两船相对径向速度与实际情况相吻合,系统解码后的平均误码率优于8.33×10^(-4)。仿真和海上试验结果表明,所提出的算法能够对多普勒因子进行有效估计,并且降低系统误码率。

基于小波降噪和短时傅里叶变换的主轴突加不平衡非平稳信号分析

针对主轴运行过程中突加不平衡而产生的非平稳信号无法采用传统的傅里叶变换对信号进行分析处理的问题,提出一种采用小波降噪与短时傅里叶变换相结合对主轴振动特征信息进行准确提取的方法,该方法利用小波降噪技术对非平稳信号进行滤波处理,再对滤波处理后的信号进行重构,最后通过短时傅里叶变换精确获取主轴振动幅值,通过仿真和实验验证了该方法的有效性。

基于傅里叶变换的非正弦时域正交调制系统实现方法

针对基于椭圆球面波函数(PSWF)的非正弦时域正交调制系统在硬件实现时遇到的PSWF实时产生困难、系统实现复杂度高等问题,从PSWF的傅里叶级数展开形式出发,分析研究了其正余弦展开形式及展开项系数与脉冲信号能量和脉冲间正交性的关系.在此基础上,理论推导了基于离散傅里叶逆变换(IDFT)的非正弦时域正交调制方法和基于离散傅里叶变换(DFT)的解调方法,并给出了基于快速傅里叶(逆)变换(FFT&IFFT)的调制和解调方法.该方法将成熟的傅里叶变换技术运用到非正弦系统的实现上,建立了非正弦系统实现与离散傅里叶(逆)变换之间的联系,为非正弦系统的研究提供了一种新思路.

基于非均匀周期采样的傅里叶望远镜时域信号采集方法

为了在低信噪比条件下清晰重构深空暗弱目标,提出了一种基于非均匀周期采样(NUPS)的傅里叶望远镜(FT)时域信号采集方法。对提出的方法进行了模拟实验并与均匀采样方法重构的图像进行了对比。基于NUPS方法,用1 MHz和5 MHz的采样频率分别采集100个点,对两个序列信号分别进行快速傅里叶变换,并对关心频率信息进行平均;传统的均匀采样方法则分别用1 MHz和5 MHz的采样频率采集200个点,再进行解调平均。对比结果显示:当信噪比(SNR)为50时,本文重构图像与衍射极限图像的斯托里尔比(Strehl)相比原方法提升了0.03,SNR为20时,Strehl比为0.531 1,较均匀采样提高了0.223 3。实验结果表明:NUPS方法在低信噪比条件下成像质量较高,可降低对激光功率的要求,为FT工程系统的实施奠定了技术基础。

基于短时傅里叶变换检测非平稳信号的频域内插优化抗混叠算法

非平稳信号的分析越来越受到人们的重视。短时傅里叶变换(STFT)是一种线性变换,避免了其他高次型非平稳信号分析方法中出现的交叉项的干扰,是分析非平稳信号的有力工具。短时傅里叶变换的基本思想是利用一个固定大小的滑动的窗口函数对信号进行分析,并假定信号在窗口内是平稳的,因此加窗变换所固有的混叠现象在短时傅里叶变换中依然存在。本文基于频域插值的思想,提出了基于频域内插抗混叠短时傅里叶变换的算法,首先分析了混叠产生的物理本质,然后以汉明窗为基础构造了频域内插的方法,并利用牛顿插值法得出插值的迭代求解方法,最后给出内插优化算法步骤。仿真实例验证了算法的可行性。

非轴对称型滤波器在傅里叶变换轮廓术中的应用

本文提出在傅里叶变换轮廓术中的一种新型滤波器 -非轴对称型滤波器 ,其适用于物体表面形貌在频域的分布具有非轴对称性的情形 .

基于波数均匀展宽模型的全反射傅里叶变换成像光谱仪高精度光谱定标处理方法

全反射傅里叶变换成像光谱仪ARFTIS(all-reflection Fourier transform imaging spectrometer)是基于FT成像光谱理论的一种新型仪器,它不但具有高光谱分辨率特点,而且还具有宽波段、无色差的特点,特别适合应用在宽波段成像的遥感领域。目前常用的光谱定标方法有单色法、平均法和加权平均法,但是它们各存在一定局限性,不能同时满足简便和高精度的要求。文章研究了全反射型FTIS的光谱定标理论和三种定标方法的局限性,提出了一种新的光谱定标处理实用模型。其特点是需要定标特征波长数量少、单次定标精度高、多波段平均误差小于5%、稳定性较高,可以在保证较高精度的前提下,简化定标工作,特别适用于缺少大量定标设备,或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作。

非标准快速傅里叶变换算法综述

非标准快速傅里叶变换算法是一种用于处理非标准采样的快速算法,在信号处理领域有着广泛的应用。本文回顾了NUFFT算法的历史和发展,对通用的算法实现形式做了详细描述,介绍了该算法的最新进展和研究方向。对NUFFT算法在CT重建中的应用,如傅里叶重建,迭代重建,稀疏采样重建等也做了介绍。

表驱动的二维非规则采样快速傅里叶变换

非规则采样快速傅里叶变换(NFFT)主要用于快速计算非规则采样数据的频谱及重建.该方法为非规则采样数据频谱重建技术的核心算法.在实现NFFT算法时,高速度和高精度计算是其应用的前提和关键.本文针对二维NFFT计算效率,应用表驱动思路进行改进,将Gauss褶积算子由矩形改进为椭圆以减少计算量,将e指数计算改进为乘法以加快计算速度,并建表解决NFFT算法在地震资料处理中的应用问题.本文同时给出了非规则采样地震数据NFFT谱重建方法.最后本文给出算例验证提出方法的计算速度和精度,和非规则采样地震资料重建结果.

基于快速傅里叶变换的三维非高斯粗糙表面数值仿真

实际工程粗糙表面多数符合非高斯分布,非高斯粗糙表面的数值仿真和生成对于研究两表面间润滑、接触行为具有重要意义。基于有限脉冲滤波技术,利用快速傅里叶变换算法,生成具有给定峰度、偏态和自相关函数的非高斯粗糙表面。当非高斯粗糙表面生成时,将其高度分布视为随机序列,用幅值和相角两个分量来表示,通过分别求解这两个分量使粗糙表面具有给定的表面粗糙度参数。结果表明,对于各向同性和各向异性表面,生成表面的自相关函数与给定的自相关函数吻合良好,并具有给定的峰度和偏态。

算术傅立叶变换中非均匀采样点信号值的一种分段估计法

提出了一种用于估计算术傅立叶变换 ( AFT)中非均匀采样点处信号值的方法 .这种方法在不影响原算法高速性及适于 VLSI实现这一特性的基础上 ,改善了 AFT算法在零阶插值时的误差 .基本原理是在两均匀采样点之间根据某种原则进行分段 ,每个分段区间赋予一个只需简单计算的值 .仿真表明 :在较少分段时 ,分段 AFT即可逼近一阶插值 AFT的误差 ,同时其误差效果也好于迭代实现的自适应