碳纤维增强复合材料的聚类非均匀变换场分析

碳纤维增强复合材料因其优越的力学性能,一直以来是材料科学的研究热点.常规的多尺度方法因其巨大的计算量很难对该类材料的研究提供实质性帮助.非均匀变换场分析是针对弹塑性多尺度分析十分有效的降阶均匀化方法.然而,由该方法推导出的降阶模型存在普适性不强,应用门槛较高的缺陷.为此,将非均匀变换场分析法与k-means聚类算法有机结合起来,提出了改进版降阶模型.用户可以根据自身需求将细观本构模型嵌入到本文降阶框架中,无需再次对降阶模型进行独立推导.基于聚类非均匀变换场分析,揭示材料细观塑性应变场演化对宏观响应的影响规律,对碳纤维增强复合材料力学性能进行预测.算例结果表明,新降阶模型能够准确地预测复合材料的宏观力学性能,其相较于传统有限元计算的加速率可达惊人的10^(3)-10^(4)量级.

面向通感一体化的非均匀感知信号设计

通感一体化被国际电信联盟ITU确定为6G的六大应用场景之一,而感知信号设计是通感一体化研究中的一个重要议题。传统的均匀感知信号设计具有时频资源开销大、信号设计灵活度差等问题,而非均匀感知信号设计能够解决上述问题。首先对三种非均匀信号设计方法的原理进行梳理和对比,给出非均匀信号设计在感知信号时频资源配置中的应用和链路自适应方法。然后基于vivo公司自研的通感一体化样机平台,对三种非均匀感知信号设计进行了初步的测试验证的性能对比。测试结果表明,非均匀感知信号在显著节约时频资源的情况下,能够取得较好的感知性能。

基于非均匀曲波变换的高精度地震数据重建

在野外数据采集过程中,空间非均匀采样下的地震道缺失现象经常出现,为了不影响后续资料处理,必须进行高精度数据重建.然而大多数常规方法只能对空间均匀采样下的地震缺失道进行重建,而对于非均匀采样的地震数据则无能为力.为此本文在以往多尺度多方向二维曲波变换的基础上,首先引入非均匀快速傅里叶变换,建立均匀曲波系数与空间非均匀采样下地震缺失道数据之间的规则化反演算子,在L1最小范数约束下,使用线性Bregman方法进行反演计算得到均匀曲波系数,最后再进行均匀快速离散曲波反变换,从而形成基于非均匀曲波变换的高精度地震数据重建方法.该方法不仅可以重建非均匀带假频的缺失数据,而且具有较强的抗噪声能力,同时也可以将非均匀网格数据归为到任意指定的均匀采样网格.理论与实际数据的处理表明了该方法重建效果远优于非均匀傅里叶变换方法,可以有效地指导复杂地区数据采集设计及重建.

应用二维非均匀曲波变换压制地震随机噪声

由于野外地表条件及采集环境的影响,实际地震数据经常呈现不规则的空间采样,而常规的曲波变换去噪方法无法对非均匀空间采样的地震数据进行处理。为此,将非均匀快速傅里叶变换引入多尺度、多方向二维曲波变换,建立均匀曲波系数与空间非均匀采样地震数据之间的规则化反演算子,使用线性Bregman算法反演,在每次迭代过程中采用软阈值对曲波系数去噪,得到无噪声的均匀曲波系数,再进行常规二维曲波反变换,得到去噪后的地震数据。理论模型与实际资料的处理结果表明,该方法在将非均匀采样地震数据内插为均匀采样数据的同时,有效地压制了噪声干扰。

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.

基于非均匀Fourier变换的地震数据重建方法研究

不规则采样地震数据会对地震数据的多道处理造成严重影响,将非均匀Fourier变换和贝叶斯参数反演方法相结合,对不规则空间带限地震数据进行反演重建.对每一个频率依据最小视速度确定出重建数据的带宽,然后从不规则地震数据中估计出重建数据的空间Fourier系数.将不规则地震数据重建视为信息重建的地球物理反演问题,运用贝叶斯参数反演理论来估计Fourier系数.在反演求解时,使用共轭梯度算法,以保证求解的稳定性,加快解的收敛速度.理论模型和实际资料处理验证了本方法的有效性和实用性.

一种基于非均匀离散傅立叶变换的鲁棒音频水印算法(英文)

基于离散傅立叶变换(DFT)的音频水印算法对常规信号处理操作具有较高的鲁棒性,然而,在DFT域的固定频率点嵌入水印信息易受频域攻击,导致此类水印算法存在安全隐患.为进一步说明这种安全隐患,本文描述了一种新颖的频域攻击方法,仿真结果表明采用该方法可以在不影响含水印音频信号听觉感知质量的条件下有效去除水印信息.针对上述问题,本文提出了一种基于非均匀离散傅立叶变换(NDFT)的鲁棒音频水印算法.该算法基于NDFT可以任意选择频率点的特性,利用混沌映射随机选取NDFT域的水印嵌入频率点,以实现水印嵌入位置的随机性.此外,引入另一个混沌映射置乱加密待嵌入的水印信息以提高算法抵抗拷贝攻击的能力.理论分析和实验结果表明该算法不仅具有抗常规信号处理操作高的鲁棒性,而且能够抵抗频域的恶意攻击,大的密钥空间保证了系统高安全性.

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。

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。

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。

基于非均匀快速傅氏变换的多站无源雷达成像算法

为了解决基于窄带外辐射源的无源雷达成像无法获得理想分辨率的问题,增加多个不同发射频率的外辐射源以获得更大的合成带宽。推导了散射强度函数和接收站采集数据的傅氏变换对关系。针对采集数据在频域存在非均匀分布且稀疏的缺陷,提出了基于快速非均匀傅氏变换的无源雷达成像算法。仿真结果证实与直接傅里叶重构算法相比,在民用照射源分布密集区域,该算法的目标在小角度转动下也可获得理想成像效果。

基于非均匀离散余弦变换的MPEG-4视频内容保护

由于视频数据量大、处理上实时性要求高,加密方法的效率通常是视频内容安全的关键。在MPEG-4框架下,提出了一种新的视频保护方法。该方法利用非均匀离散余弦变换(NDCT)取代视频编解码中的常规离散余弦变换(DCT),对MPEG-4视频数据在频域上进行加扰保护和解扰,并将控制离散余弦变换非均匀性的参数作为密钥使用。由于不存在专门的密码操作模块,整个方法的时间和空间开销与正常的编解码相当,且从保护效果和安全性方面满足了大量应用的要求。

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。

一种新的非均匀离散傅立叶变换域数字音频水印算法

非均匀离散傅立叶变换(Nonuniform Discrete Fourier Transform,NDFT)具有可以在任意频率点上嵌入水印、安全性高等优点。本文提出一种基于非均匀离散傅立叶变换的幅度比较的音频水印算法,并设计了一种新的攻击方式以此证明该类算法的安全性。实验结果表明:本文提出的算法能有效抵抗多种攻击,如加噪、MP3压缩、重采样、重量化和低通滤波等,具有较高的鲁棒性和安全性。

非均匀快速傅立叶变换在音频编码中的应用

在音频变换编码中,一般采取均匀变换的方法进行频谱分析和心理声学模型计算,比如快速傅立叶变换(FFT),移位离散傅立叶变换(SDFT)和改进离散余弦变换(MDCT).但均匀频谱分析方法并不符合人耳听觉特性,需要进行额外的非线性映射,并且在低频段分辨率不足.本文在音频编码中引入非均匀快速傅立叶变换(NUFFT),可以直接使频谱在不同频段具有不同的频率分辨率,非常有利于提高编码效率;同时根据音频编码的需求提出一种专门的近似求逆方法,尽管这种方法存在一定误差,但是可以证明这些误差主要与人耳不敏感的高频信息有关,并且采用此种近似求逆方法,NUFFT相对于FFT有更好的算法稳定性.最后给出了利用NUFFT和FFT进行变换操作的测试结果,从数据精度和客观音质评价两方面都说明在低码率下NUFFT的表现优于FFT.

非均匀采样的功率谱反演大气湍流相位屏的快速模拟

对大气湍流功率谱非均匀采样可以有效改善传统功率谱反演法低频采样严重不足的缺陷,实现高精度的大气湍流相位屏的模拟.但采用的直接求和运算计算复杂度高,相位屏的模拟速度极慢.将非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)引入到大气湍流相位屏的模拟,可以实现相位屏的快速模拟.从随机过程的谱分解出发,将大气湍流相位随机过程表示为有限谐波分量叠加和的均方极限.通过一个高斯核函数的卷积,将非均匀分布的谐波复振幅映射到均匀网格空间,进而利用快速傅里叶变换,降低计算复杂度,加快大气湍流相位屏的模拟速度.以大气湍流的Kolmogorov谱为例,利用NUFFT仿真得到大气湍流相位屏,并对相位屏的模拟精度、模拟速度和误差进行统计分析.结果表明,NUFFT的引入可以实现快速、高精度的大气湍流相位屏的模拟.

基于非均匀DCT的量化索引调制隐写

基于量化索引调制(QIM)的隐写技术正日益受到隐写分析的威胁。该文将通常在DCT域隐写的做法改为在非均匀DCT域进行,将参数作为密钥,提出了一种NDCT-QIM图像隐写方法。由于在攻击者猜测的域中,嵌入信号具有扩散性,NDCT-QIM方法不利于隐写分析对隐写特征的检测,分析和实验表明,它能够更好地抵御基于梯度能量、直方图及小波统计特征等常用统计量的隐写分析,增强了隐写的隐蔽性。

基于非均匀采样的信号频率、幅值和相位检测

分析了单频和多频信号经非均匀采样的离散傅里叶频谱,推导出频率、幅值、相位的计算表达式,解决了目前文献中未提及的基于非均匀采样方法的幅值和相位检测问题。此外,提出一种基于多路并行非均匀采样的信号检测方法,通过合并多路非均匀采样信号频谱,使谱估计结果趋于原信号的真实频谱,进而实现信号检测。数值仿真显示,提出的方法可实现信号的频率、幅值、相位的精确检测,可以突破奈奎斯特频率限制、抗混叠能力强,且计算复杂性小。

基于非均匀FFT的压缩感知雷达信号快速重构方法

雷达信号处理是压缩感知理论重要的应用方向之一,基于压缩感知的雷达信号处理可以降低对回波信号的采样速率要求,并且在部分应用中也可改善处理性能。然而,压缩感知重构算法的计算复杂性限制了压缩感知理论在实际雷达信号处理中的应用,尤其是大尺度雷达数据的处理。本文提出了一种基于压缩感知的雷达信号快速重构方法,利用均匀和非均匀快速傅里叶变换运算实现了常规压缩感知重构算法中的矩阵-向量乘法运算,有效降低了重构算法的计算复杂度,加快了压缩感知雷达信号的重构速度。同时,由于引入了快速傅里叶变换运算,该方法消除了大多数常规重构算法对感知矩阵的存储需求。仿真实验验证了该方法的可行性和高效性。