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。

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.

基于非均匀快速傅里叶变换的抗振动白光干涉测量方法

由于白光干涉测量技术易受环境振动而产生干扰,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)的抗振动白光干涉测量方法。该方法将白光干涉测量光路分为两个成像通道,首先通过准单色光干涉图求解移相间隔,通过移相间隔以及NUFFT算法对白光干涉图进行校正,最后利用校正的白光干涉图和七步移相算法复原出待测物体的三维形貌,实验结果表明,所提方法具有良好的抗振动性能。

基于非均匀快速傅里叶变换的干涉合成孔径显微算法

在频域光学相干层析(SDOCT)系统中,样品仅在焦深范围内有高横向分辨率,在焦外分辨率降低。干涉合成孔径显微术(ISAM)是一种三维图像重构算法,可以改善离焦区的图像模糊状况,达到在所有成像深度中都可以获得焦平面处横向分辨率的效果,同时可以解决SDOCT中系统的横向分辨率和成像深度之间的矛盾。介绍了ISAM重构算法的原理和适用的范围,对比分析了传统SDOCT成像算法和经过ISAM重构算法处理的成像图像结果。将非均匀快速傅里叶变换引入ISAM算法,实验结果表明该方法极大地节省了运算时间,提升了实时成像高分辨率SDOCT系统的性能。

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.

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 .

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。

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。

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。

融合快速傅里叶卷积的域变换图像去雨滴方法

在下雨天气中,玻璃上的雨滴会对图像质量产生严重影响,且目前的去雨滴方法过度依赖成对图像,使得无监督图像雨滴去除面临较大挑战。针对这一问题,提出一种域变换图像去雨滴方法。构建域变换网络(DTN),通过有雨与无雨域之间的变换,以无监督的方式实现图像的雨滴去除。同时,通过引入快速傅里叶卷积(FFC)来设计生成网络和判别网络,实现全局与局部特征的信息交互。在FFC中,通过频谱变换(ST)对空间域和频域进行转换,克服传统卷积神经网络(CNN)感受野不足的问题,从而更好地感知细小的雨滴。在2个真实的雨滴测试集上进行去雨滴实验,结果表明,该方法在定量结果和视觉效果上均优于现有的先进方法。与改进前的U-Net+马尔可夫判别网络相比,改进后的该方法在峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM)上分别提升3.37 dB和0.0313,并且其能在去除雨滴的同时还原更多的图像纹理细节。

使用快速傅里叶变换优化周期参数的EMD-FFT-SARIMA光伏发电预测模型

根据分布式能源工业园区的光伏电力单元特点,对园区光伏发电功率预测模型进行优化,为后续的调度策略提供数据支持。针对经验模式分解(EMD)与季节性差分自回归移动平均模型(SARIMA)相组合的EMD-SARIMA预测模型中,原始数据经过EMD分解得到的各固有本征模态函数(IMF)分量周期计算问题,提出加入快速傅里叶变换(FFT)的周期计算方法,建立EMD-FFT-SARIMA光伏发电功率预测模型。再将每个IMF对应的预测结果进行叠加重构得到最终的预测结果。通过预测结果的误差计算可以发现,加入FFT环节后均方根误差(RMSE)从120.6 MW下降到19.3 MW,平均绝对误差(MAE)从52.87 MW下降到12.3 MW。

基于快速傅里叶变换与小波变换的GNSS坐标时序时空演化特征分析

中国位于欧亚板块东南部,处于印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的挤压夹持之中,分布有广泛且复杂的地质构造,成为了地壳运动较强且较为复杂的地区.GNSS连续观测是获得地壳运动信息的重要来源,从GNSS坐标时序提取周期及趋势项可为分析区域地壳运动提供研究基础.本文综合利用快速傅里叶变换与小波变换方法开展中国大陆地区GNSS坐标时序时空演化特征分析.首先采用对GNSS坐标时序进行预处理和降噪处理,然后利用快速傅里叶变换方法在频域上对分区GNSS站点坐标时序进行周期提取,最后依据GNSS测站周期,利用小波变换方法进行分解与重构,获得高频周期项结果和低频趋势项结果,并开展相关分析.研究发现:①在1年以内的时间尺度上,除东北区域以外,各方向上的周期均以1年周期为主,半年周期次之,季节周期较弱;②各站点在N、E、U 3个方向上各年的一年、半年周期的周期长度均存在一定的伸长或收缩,不同区域的不同站点随时间呈现出的周期强度变化存在一定差异;③在研究时段内,中国大陆地区在水平方向上的地壳运动趋势为:中国西部呈现向东北偏移的趋势,其余区域呈现向东南偏移的趋势,且向东偏移的趋势略强于向南、北方向偏移的趋势.在垂直方向上,不同区域不同站点的运动趋势较为复杂.

快速傅里叶变换方法求解定态薛定谔方程

定态薛定谔方程通常在坐标空间使用有限差分法和打靶法等算法数值求解.本文采用傅里叶变换在动量空间数值求解定态薛定谔方程,借助快速傅里叶变换算法大幅提高了数值求解速度,并编写了相应的MATLAB数值程序.通过与一维谐振子本征值和本征波函数的解析解对比,验证了该方法的可靠性和数值程序的正确性,为定态薛定谔方程的求解提供了一种高效的数值算法.

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.

快速傅里叶变换的两种改进算法

首先分析用于模拟信号频谱分析的快速傅里叶变换法，进而提出基于线性插值原理和抛物线插值原理的两种改进快速傅里叶变换法。算例分析表明，改进后的算法明显提高了计算精度，降低了对采样频率的要求，从而明显提高了计算速度。