广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀响应精细积分精确格式

为建立粘弹性阻尼耗能结构系统响应的精确分析方法,基于虚拟激励法,提出了广义Maxwell阻尼耗能系统(结构、阻尼器)均匀与非均匀响应的精细积分精确格式。首先,构建设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能结构模型,通过扩阶方法建立结构动力方程;然后基于高效的虚拟激励法,提出了非均匀精细积分一般精确格式;最终建立了8种具体经典调幅精细积分精确格式。该方法应用范围广、使用方便、具有代表性的特点,为粘弹性耗能系统均匀与非均匀响应分析提供了方法。

基于光响应非均匀性的WhatsApp压缩视频来源识别

光响应非均匀噪声(photo response nonuniformity,PRNU)是光学成像传感器成像时引入的一种独特噪声,可有效识别压缩视频的来源。针对现有算法提取压缩视频的PRNU效果并不显著的问题,论文提出了一种改进PRNU提取算法。首先,去除视频编解码的环路滤波器,对视频帧使用双密度双树复小波变换进行分解;然后对高频子带使用基于贝叶斯阈值估计的双变量收缩算法进行估计,再使用自适应加窗维纳滤波进行二次估计,得到噪声残差;最后用基于量化参数值加权的最大似然估计法聚合噪声残差,再与视频帧估计得到PRNU。实验结果表明:该文提出的方法在20 s时WhatsApp视频的识别率为75%。

TDICCD光子响应非均匀性噪音分析与测量(英文)

探测器光子响应非均匀性噪音会降低低照度情况下遥感成像系统的成像质量.针对这一现象,本文首先结合探测器的物理性质,对各种噪音源进行了研究;建立了TDI CCD不同级数下的光子响应非均匀性噪音模型,随着曝光量的增加,光子响应非均匀性噪音也线性增加.其次根据曝光级数越多TDI CCD对非均匀性噪音的平滑效应越明显这一现象,提出一种光子响应非均匀性系数与曝光级数之间的关系式,并给出了利用TDI CCD输出图像提取光子响应非均匀性噪音的方法.最后建立了试验系统,通过试验对测试获得的光子响应非均匀性噪音与理论分析计算得出的结果进行了分析.

一般线性黏弹性阻尼器保护系统非均匀与完全非平稳地震响应解析分析

为建立设置支撑的一般线性黏弹性耗能结构阻尼器保护系统的抗震设计和动力可靠度分析方法,提出了在非扩阶空间上,基于非均匀和完全非平稳地震激励下,设置支撑的一般线性黏弹性耗能结构阻尼器保护系统响应的通用解析解。采用设置支撑黏弹性阻尼器的最一般积分型分析模型,用微分积分方程组实现设置支撑的一般线性黏弹性阻尼耗能结构系统的非扩阶建模;采用传递矩阵法,直接获得耗能结构阻尼器保护系统在任意激励和非零初始条件下瞬态响应的非扩阶模态叠加解析解;应用此解析解和随机振动频域分析法,获得了耗能结构阻尼器保护系统在一般和8种经典均匀与非均匀非平稳地震激励以及完全非平稳地震功率谱模型下的具体响应解析解。通过减震和隔震两种典型结构的复模态法和频响函数法的理论验证分析,以及均匀、非均匀、完全非平稳算例响应分析,证明了本文方法的正确性、简易性和普适性;所获得的瞬态响应解析解和非平稳地震响应分析法,一方面可对整体耗能系统各构件进行基于泊松假设的抗震动力可靠度分析,另一方面将为结构系统建立基于反应谱的模态叠加抗震设计提供分析路径。

设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能结构系统均匀与非均匀随机地震响应分析

地震动最精确的模型为强度非平稳和频率非平稳,为此对设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能结构均匀与非均匀非平稳地震响应进行了研究。首先,通过扩阶方法建立了设置支撑的广义Maxwell阻尼器的结构动力方程,构造设置支撑的广义Maxwell阻尼减震系统;然后利用虚拟激励法分析结构的非平稳随机地震激励,最后利用精细积分法的改进格式解出广义Maxwell结构的非均匀非平稳地震响应方差。通过算例分析了均匀非平稳地震激励下广义Maxwell结构的地震响应方差对比精确解,验证了本文方法的准确性,并进一步将该方法研究应用于非均匀非平稳地震激励下,耗能结构系统的地震响应分析。分析表明该方法对于此类问题的计算具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点,为粘弹性阻尼耗能减震结构在非均匀非平稳地震激励下的响应分析提供了方法。

颜色解耦光响应非均匀性噪声融合凸优化的图像伪造检测算法

当前基于光响应非均匀性噪声的伪造检测算法使用了滤色器阵列,容易产生颜色插值噪声,严重影响了其噪声的提取精度及相关性检测的分辨率;且没有考虑源相机的相关性,借助局部像素统计决策进行目标识别,削弱了算法检测精度。提出了颜色解耦光响应非均匀性(,CD-PRNU color decoupled photo response non-uniformity)噪声融合凸优化方案的图像伪造检测算法。设计颜色解耦光响应非均匀性噪声;并构造了CD-PRNU噪声残留的数学计算模型;再嵌入Bayes原理,形成贝叶斯最小风险决策,利用图像全局像素,完成伪造目标检测。同时提出凸优化方案,将真伪决策演变为凸问题,降低算法复杂度。仿真结果显示:该算法能够更有效地检测出微小尺寸伪造目标,且其误检率更低。

设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统非均匀非平稳地震响应分析

针对设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,结合虚拟激励法,构建了均匀与非均匀非平稳地震响应的数值分析方法。首先,构造设置支撑的广义Maxwell阻尼耗能系统,通过扩阶方法建立结构动力方程;然后基于高效的虚拟激励法,获得了非均匀精细积分较一般精确格式;最后解出广义Maxwell阻尼耗能系统的均匀与非均匀非平稳地震响应方差。通过算例验证本文方法的正确性,该方法具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点,为黏弹性阻尼耗能系统在非均匀非平稳地震激励下的响应分析提供了方法。

红外探测器响应非均匀性对系统灵敏度的影响

红外焦平面探测器的响应非均匀性将产生空域噪声,影响系统的灵敏度,在一般的红外系统灵敏度噪声等效照度(NEFD)和噪声等效温差(NETD)计算公式中,却不包含非均匀性的影响。通过非均匀性空域噪声的定义和焦平面探测器的空域噪声与时域噪声不相关的基本假设,在给出图像总噪声与探测器空域噪声和时域噪声关系的基础上,推导出了响应非均匀性与系统灵敏度NEFD和NETD的关系式,为红外系统的设计特别是非均匀性校正提供了依据。

基于平场定标的彩色高动态范围图像非均匀校正

彩色成像系统响应的非线性导致了高动态范围彩色图像与系统平场图像不能匹配,给高动态范围图像的非均匀校正带来了困难。通过不同F数和不同积分时间的多点平场辐射定标实验,标定系统RGB三通道的相对响应曲线;对高动态范围场景通过多积分时间成像,应用三通道的相对响应曲线对其进行线性化,融合生成高动态范围彩色图像;引入对应F数下的线性化平场图像对生成的高动态范围彩色图像进行两点法校正。应用夜晚路灯照明场景进行了实验验证,结果表明校正前后三通道高动态范围图像的粗糙度平均增大6.81%,统计F比平均减小9.87%。

遥感相机电子学非线性对调制传递函数的影响及其判别

遥感相机电子学系统在信号转换过程中会产生V/Q非线性和DN/V非线性,并均会对成像子系统的调制传递函数(MTF)造成影响。本文研究了这两种电子学非线性的产生机理和对MTF的影响并提出了相应的判别方法。从两种非线性的产生机理出发,建立了V/Q非线性和DN/V非线性模型,深入分析了两者对相机MTF的影响并进行了仿真实验。实验表明,非线性造成了电子学MTF的下降,使其由正常状态下的0.55下降为0.47,此外还导致MTF随照度变化。提出了基于视频响应曲线结合响应非均匀性(PRNU)噪声曲线区分V/Q非线性和DN/V非线性的方法并进行了仿真验证。仿真实验验证了提出方法的有效性,为系统设计、改进和非线性补偿提供了有力支持。

高能激光测量中的光强探测器面响应校正方法

为了降低光强探测器面响应非均匀性对高能激光惯性约束聚变(ICF)装置近场参数测量的影响,提出了一种高能激光近场参数测量中的光强探测器面响应非均匀性校正方法。理论方面推导了基于高能激光近场空域评价因子的多点线性定标校正模型,并设计及搭建了高均匀性线性输出的光强探测器面响应非均匀性自动校正装置。为了验证所提方法的有效性,对某型号科学级CCD的面响应非均匀性进行校正,探测器面响应调制度由1.42降至1.08,对比度由0.014降至0.004,相比两点定标方法,采用文中所提方法校正后光强探测器的均匀性大幅提高。结果表明,该方法可为高能激光ICF装置参数测量中的光强探测器面响应均匀性校正提供一种有效的技术手段。

长江中游非均匀沙冲淤对来水来沙响应初步分析

为分析长江中游河段不同粒径组泥沙冲淤对来水来沙的响应,本文依据年统计资料,建立了非均匀沙冲淤量与来水来沙量的相关关系。分析结果表明,长江中游非均匀沙年冲淤量与年输入沙量的关系比较密切,泥沙粒径越大,其相关性越强,且单位来沙量改变引起的河道冲淤量越大、河道冲淤平衡时对应的临界输入沙量越小。

光电成像传感器光子响应非均匀性噪声评价方法研究

在全面分析光电成像传感器噪声源的基础上,提出了采用光子响应非均匀性因子Φ来评价光子响应非均匀性噪声,确立了Φ的测试方法,搭建了具有双积分球结构的测试平台完成了测试,并通过比对实验分析了光子散粒噪声、暗噪声和电路读出噪声对测试结果的影响,最后详细分析了整个输出范围内,光子响应非均匀性噪声与入射辐照度的关系,为光电成像传感器其他指标的测试和光子响应非均匀性噪声校正提供了有力的支持。

基于U形Transformer深度网络的PRNU噪声提取算法

光响应非均匀性(Photo-Response Non-Uniformity,PRNU)噪声由于其唯一性和稳定性可作为相机的指纹并可用于数字图像的源相机识别。为了提高源相机识别的精度和效率,提出一种基于U形Transformer深度网络(Uformer)的PRNU噪声提取算法。该网络使用了一种基于局部增强窗口(LeWin)的Transformer块,能够在较低计算复杂度下有效提取局部上下文信息。其次,该网络使用了一种多尺度空间偏差形式的多尺度恢复调制器,能够自适应调整Uformer解码器的多层特征,进而更好地提取图像中潜在的PRNU相机指纹。在Dresden数据集上的实验结果表明,所提出的算法在128×128像素,256×256像素和512×512像素的AUC值分别为0.8368,0.9250和0.9720,Kappa值分别为0.9005,0.7447和0.4737,均优于现有方法。

基于多尺度邻域收缩和结构滤波的加权PRNU模型

光响应非均匀性(Photo-Response Non-Uniformity,PRNU)是一种反映成像传感器缺陷的固有特征,可有效识别拍摄该数字视频的相机来源。针对网络压缩视频识别效果不佳的问题,提出一种基于Stein’s无偏风险估计的多尺度邻域值收缩滤波和自适应边缘结构保持的平滑滤波算法,并构建一个加权PRNU提取模型。该模型首先对跳过环路滤波的视频帧进行基于双树复小波的多尺度变换,使用基于Stein’s无偏风险估计的多尺度邻域值收缩滤波算法估计所有高频子带,得到噪声残差后,利用自适应边缘结构保持平滑滤波对复杂的噪声残差进行平滑处理,采用基于量化参数加权的最大似然估计方法聚合噪声残差得到PRNU的乘性因子,最后经过预处理得到PRNU。在Vision数据集上的实验结果显示,所提出的模型在视频时长为15 s时,移动和旋转参考指纹下的AUC值分别为0.9551和0.9549,Kappa系数分别为0.8403,0.8889和0.9132,均优于现有算法。

基于DCT和维纳滤波的图像PRNU匿名算法

随着智能手机和社交媒体的普及,图像隐私引起的公共安全问题受到了广泛关注。犯罪分子可利用图像信息来侵犯他人隐私,从而进行恶意跟踪和诈骗勒索等活动。针对该问题,本研究从抑制图像源相机识别能力的角度提出了一种新的光响应非均匀性(photo response non uniformity,PRNU)匿名算法,以降低图像被恶意使用的风险。算法首先对图像进行分块,并将离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)和维纳滤波相结合,对图像高频分量进行滤波处理。通过实验发现,迭代维纳滤波可以显著提高匿名算法的效率。将算法在MICHE-I数据集和UBIPR虹膜数据集中进行测试,结果表明,算法能够保证图像质量不受显著影响,并且视觉质量因子平均提高3 dB,有效地抑制了图像溯源能力,保留图像生物特征,并达到了较好的匿名效果,保证了大众隐私安全。

像元间光谱响应非均匀性与条带噪声的关系

基于黑体的在轨辐射定标是多通道扫描成像辐射计(AGRI)红外通道采用的辐射定标方案之一,AGRI某些长波红外通道的图像经过黑体定标后仍残留部分条带噪声,这将影响图像质量。分析了AGRI基于星上黑体的辐射定标模型,提出了通道内像元间光谱响应非均匀性的概念;对像元间光谱响应非均匀性与条带噪声的关系进行了仿真分析;基于分析结果,提出了一种利用均匀场景进行相对辐射定标的方法,并使用AGRI的成像数据,验证了该方法对抑制由像元间光谱响应非均匀性导致的条带噪声的有效性。

基于纳米颗粒溶液散射的激光平场系统

根据对阵列探测器光电响应误差校正的要求,基于纳米颗粒溶液漫散射效应建立了能产生高平整度参考光场的激光平场系统。介绍了激光平场装置的结构和工作原理及光学设计中涉及的若干关键技术。使用光纤将激光高效地导入溶液中,通过优化光纤位置和腔体结构参数,在保证一定光场均匀度的前提下,提高系统的光能利用率,降低界面上的背向散射损耗。基于改进过的蒙特卡洛程序,数值计算了腔体材料反射率对系统透射率的影响。最后,利用现有的高反射率聚四氟乙烯材料,设计了激光平场系统。结果显示,光纤端口的最优位置取决于腔体反射率,对于高反射率的腔体材料,靠近腔体背部的光纤端口可以有效增强前向散射。设计的激光平场系统能够提供的光场均匀度好于0.3%,可基本满足长程面形仪等高精度激光测量装置中探测器误差校正的需求。

IRFPA两点校正的定标温度选择方法研究及实现

针对非均匀性两点校正方法中精度不足、动态范围小的问题,首先研究焦平面探测器的实际响应模型"S"模型,分析介绍了两点校正算法原理,然后,阐述了黑体定标温度的选择和两点校正方法中的精度、动态范围之间的关系,并提出了基于二分法的定标黑体温度选择方法,最后,在实验中,通过FPGA和DSP硬件电路实现算法功能。实验验证,该方法在保证了两点校正的实时性高、算法简单的优点的同时,提高了两点校正的精度,扩大了其动态范围。

图像平场校正方法的扩展应用研究

对于图像阵列探测器而言,由于各像元响应的不一致使得所获图像中各像元灰度存在差异(响应的非均性现象),而图像的平场校正可以非常有效地消除图像中各像元响应的不一致性.如果将图像背景或光路中影响成像的一些因素在一定程度上看作是图像探测器的响应,认为它是响应非均匀的组成部分,根据平场校正的原理对其进行处理,则可以获得较好的效果.