一种新的多尺度非线性阈值斑点噪声抑制方法

本文针对影响医学超声图象质量的斑点噪声问题，提出了一种基于自适应前处理的多尺度非线性阈值斑点噪声抑制方法。方法的特点是有机地将自适应加权中值滤波和小波分析多尺度非线性阈值两种方法结合在一起．对离体器官超声图象处理的结果表明，这一新方法在有效去除斑点噪声的同时，很好地保留了图象细节。

压缩小波变换和非线性阈值技术压制磁共振尖峰噪声方法研究

地面磁共振是一种新的地球物理探测方法,能够通过探测地下水中氢质子丰度获取地下水含量、孔隙度等水文地质信息.然而,磁共振信号甚为微弱,仅达到纳伏级(10^(-9)V),极易受到噪声干扰.其中,尖峰噪声对磁共振信号影响最为严重,亟待研究有效的噪声抑制方法.小波多尺度分解硬阈值是近两年国际磁共振领域专家提出的尖峰噪声有效消除方法,但硬阈值算法设定阈值的固有缺陷会引发信号震荡,出现伪吉布斯效应,导致信号损失.基于此,本文提出压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform,SWT)和非线性國值处理(Nonlinear Thresholding,NT)算法联合消除磁共振信号尖峰噪声干扰.首先选择Morlet小波作为基小波,使得信号与噪声数据具有更高的时频集中性,利于尖峰噪声消除.其次,基于压缩小波系数进行非线性处理,可以弥补利用硬阈值和软阈值进行噪声消除时所引起的信号损失.仿真数据和实际数据结果表明,SWT联合NT方法可以利用单次采集数据有效消除尖峰噪声干扰并还原信号.本文提出的消噪方法将为磁共振数据后续反演解释,如多指数弛豫反演,奠定坚实的基础.

用小波非线性阈值滤波法检测反应堆松动件冲击信号

在分析反应堆松动部件冲击信号噪声基本特征基础上 ,利用小波非线性阈值滤波方法对冲击信号的提取进行了研究。结果表明 :利用小波非线性阈值滤波方法能较好地检测在随机噪声下的冲击信号 ,并能保持信号的波形基本不变。

二维不可压流体瑞利-泰勒不稳定性的非线性阈值公式

分析了二维情况下平面几何、柱几何和球几何中瑞利 泰勒不稳定性发生非线性偏离的阈值问题 ,给出了三种几何中密度扰动振幅的定义 ,以及与界面扰动振幅的关系 .由此得到了三种几何中密度扰动的非线性阈值公式 ,用高精度流体程序对三种几何中的不稳定性进行了数值模拟 。

基于非线性小波变换阈值法的大坝表面变形监测分析

为了实现对大坝坝体GNSS原始监测数据中高斯噪声、白噪声等异常特性进行有效去噪,同时要求保留异常信号中的有效信息,基于小波变换分析理论,应用非线性小波变换阈值法对大坝坝体的GNSS原始监测数据进行去噪处理。结果表明,该方法能够有效剔除GNSS原始监测数据中不同类型的噪声点,明确了大坝坝体外部变形与库水位的相关性关系,分析了运行期内大坝坝体外部变形相对值分布状况,揭示了大坝坝体变形的周期性、趋势性等特征,为坝体变形监测的设计、变形趋势的观测与预测等提供参考。

基于非线性软阈值化的小波图像压缩方法

针对传统硬阈值和软阈值化过程中因信号锐变导致图像质量变差的问题,本文对小波压缩中的软阈值算法进行了改进,提出了非线性软阈值压缩算法,使得图像压缩质量有了较大提高。

室内环境下UHPC非线性徐变特性研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)非线性徐变阈值与特性,对不同初始龄期加载与应力比的圆柱体UHPC试件开展室内环境下徐变试验,测试试件在加载100 d期间的轴向与环向应变。根据试验结果,计算UHPC在不同应力比下的徐变系数、非线性徐变放大系数与名义泊松比,分析普通混凝土非线性徐变放大系数模型对UHPC的适用性,得到适用于UHPC的非线性徐变放大系数模型。结果表明:UHPC的徐变类似于普通混凝土,但UHPC的非线性徐变特性更显著,其非线性徐变阈值为0.3 f_(c)(f_(c)为混凝土抗压强度);传统的普通混凝土徐变模型高估了UHPC的非线性徐变阈值且低估了非线性徐变放大系数;UHPC的名义泊松比在加载后增长显著,表明非线性徐变与试件内微裂缝扩展有关;本文模型计算结果与试验结果吻合较好,最大相对残差仅9.9%,可用于UHPC非线性徐变计算。

基于非线性动态阈值FISTA的图像修复算法

快速迭代收缩阈值算法(FISTA)因其快速、有效特性被广泛应用在图像复原领域.但此算法采用固定阈值,不能自适应更新中的复原图像水平,进而不能更有效地收敛,因此本文对其进行改进,提出非线性动态阈值(NLDT)方法,选取小波变换作为稀疏先验项.图像修复的仿真实验表明,当总迭代次数大于20,NLDT能产生比其他实验方法更高的PSNR,说明了本文算法能快速得到更精确的解.本文方法可用于图像去噪、图像去模糊、图像超分辨率等,也可用于计算机视觉和机器学习等大规模优化问题.

经典Richtmyer-Meshkov不稳定性非线性饱和阈值

采用小扰动展开法展开到三阶研究了一定压力支撑下的经典流体界面处发生的Richtmyer-Meshkov不稳定性,并按照已有Rayleigh-Taylor不稳定性中非线性饱和阈值的定义,给出了经典平面Richtmyer-Meshkov不稳定性非线性饱和阈值的解析式.研究表明,该饱和阈值不仅受到初始扰动波长的影响,还受到初始界面扰动幅值的影响;当不考虑界面扰动幅值效应时,该饱和阈值随初始扰动波长的增加而线性增加;用界面初始扰动波长无量纲后的该饱和阈值大约是0.11,略高于对应Rayleigh-Taylor不稳定性非线性饱和阈值.

非线性小波变换阈值法去噪在工程中的应用

利用基于非线性小波变换阈值去噪算法,对变形监测数据进行去噪处理,对模拟数据的处理结果表明,基于非线性小波变换阈值去噪方法与传统的阈值去噪方法相比,能有效地去除伪吉布斯现象,提高信噪比,剔除变形监测数据中的噪声,识别被噪声疏忽的有用信号。

纯介质光子晶体非线性效应研究进展

如何在低阈值小尺度(毫瓦或皮焦量级、微米以下)情况下激发非线性光学效应是近年来光学领域研究的重要课题。该研究最直接的应用需求就是光子集成芯片,这是未来实现超高速、大容量信息网络体系的基础。光子晶体具有类似于半导体能带的光子禁带(PBG),被誉为"光子半导体",为人们提供了一种新颖而又实用的操纵光子的物理手段,使低阈值、可集成非线性效应产生成为可能。越来越多的非线性效应在光子晶体中已经被发现,例如光子晶体慢光、带隙孤子、电磁感应透明、二次谐波产生、光学双稳态等,本文将着重对可用于光子集成器件开发的光子晶体非线性效应研究领域的一些主要成果和进展进行总结,介绍其相关应用并对光子晶体非线性效应研究作出展望。

随机共振理论在人体感知系统中的作用

随机共振(stochastic resonance,SR)是一种噪声增强系统响应的现象,该现象的存在可优化系统对小的输入信号的检测和处理能力。在非线性阈值系统中,当阈值、信号和噪声三者之间相互匹配时会发生SR现象。而视觉、听觉与触觉作为人体的三大感知系统,是典型的非线性阈值系统,与人体的运动控制能力密切相关。SR在人体各感觉系统中扮演复杂的角色,一定的噪声刺激可以改善人体的视、听、触觉系统,从而改善人体的步态变异性和手部灵活性,提高平衡功能及本体感觉能力。SR作为临床康复治疗的重要组成部分,可以通过增加神经系统对输入信号的感知能力来帮助人体运动控制能力的恢复。未来应加深对SR的认识,使其成为临床医疗体系中的新型康复治疗手段。

基于子波阈值消噪的专用芯片研究

传统的实时信号处理消噪方法常采用FFT ,但用其处理非平稳信号或奇异信号时 ,效果并不明显 .在文中一方面基于信号、噪声在多尺度空间能量分布的差异而推出的Donoho非线性子波阈值消噪原理 ,另一方面从子波变换与FIR滤波器组的特定关系出发 ,在滤波卷积、下二采样过程中 ,将数据按一定规律重排 ,利用可编程逻辑器件CPLD设计了一个对非平稳信号进行实时子波分解及阈值消噪的专用芯片 .

大型积分方程降阶解法与重力资料曲面延拓

分析了等效源曲面延拓方法积分方程核函数的自相似性、冗余性,根据Fredholm积分方程核函数特征,提出了一种小波余弦非线性阈值压缩算法,实现了大型Fredholm积分方程的降阶,使得Bhattacharyya等(1977年)提出的等效源曲面延拓方法能够处理大面积、大数据量的资料.理论模型结果表明,当压缩比为40.5%时硬阈值压缩方法的曲面延拓可以达到很高的精度,当压缩比为81.1%时,硬阈值压缩方法精度降低,而采用我们提出的余弦非线性阈值可以明显提高曲面延拓的精度.将硬阈值、软阈值和非线性阈值压缩三种不同方法用于川东北气田MT-1线资料的处理,当压缩比达79%时,三种不同方法曲化平结果都可以达到很好的效果,但非线性阈值压缩的曲化平结果失真最小,它能够客观地反映杨家河局部隆起,为在该区寻找与油气有关的局部构造提供重要依据.

基于Curvelet域的叠前地震资料去噪方法

本文论述了基于Curvelet域的叠前地震资料去除随机噪声的方法思路,在Curvelet域通过多尺度分解,在曲线变化特征良好逼近的基础上采用非线性阈值方法,对叠前地震资料进行处理。通过本文的数值计算以及对实际资料的处理表明,基于Curvelet域的去噪方法可以有效压制地震剖面中的随机噪声,数值计算结果均方误差最小,信噪比最高,实际地震处理剖面视觉效果好,反射波同相轴清晰、连续性好,可为叠前偏移、AVO分析等后续处理解释提供高信噪比的地震资料。

Curvelet域面波衰减方法研究

在面波压制方法中,常规面波消除方法都是单一的利用面波某种特性,如Fourier变换域方法利用波组的频率差异等,难以有效地压制面波,并且根据单一的波组特征差异进行面波消除很容易损伤有效波信息。Curvelet变换可以对时空信号进行最稀疏表达,能够获得最优的非线性逼近。分析地震信号面波与有效反射波在Curvelet域(j,θ,k)三维空间的特征差异,将空间域波组方向与Curvelet域角度变量联系起来,指出可以在Curvelet域利用波组的频率、角度和空间位置差异实现波场分离,并设计非线性阈值函数对面波系数进行衰减,避免传统软、硬阈值函数的不足。研究结果表明:基于Curvelet域的面波压制方法受随机噪声的影响较小,它可以有效地压制面波干扰,同时对有效波信息的保真度高。

希尔伯特-黄变换增强高刺激率AEP的信噪比

针对高刺激率模式下运用连续循环去卷积的方法提取的听觉诱发电位(AEP)可能需要比常规方法更长的记录时间,受试者要忍受大量的声音刺激的问题,本文提出运用希尔伯特-黄变换的去噪方法来减少刺激个数。首先对采集到的每个扫程的脑电信号进行经验模态分解,得到一组固有模态函数(IMFs),然后将这些IMFs分为有用信号层和噪声层,采取非线性阈值方法分层进行去噪处理,以提高信号去卷积前的信噪比。处理结果的评估以1 014个扫程的脑电数据按照常规方法处理的提取AEP为基准,计算去噪后AEP和基准AEP的信噪比与相关系数。结果表明该方法能够有效减少约2/3的刺激个数,是一种十分有前景的高刺激率下AEP信号的提取方法。

一种新的超声图像斑点噪声抑制方法

斑点噪声是超声图像中固有的噪声。现有的用于斑点噪声抑制的自适应滤波方法、小波软阈值方法及小波域内细节抛弃法在去除噪声的同时 ,不同程度地丢失了一些图像细节。针对这一问题 ,本文提出了一种新的结合自适应中值滤波和小波软阈值处理的超声图像斑点噪声抑制方法。对计算机仿真图像及超声图像进行处理的结果表明 ,本文提出的新方法在有效去除斑点噪声的同时 ,很好地保留了图像的细节 ,优于上述的其他方法。

二维不可压流体Kelvin-Helmholtz不稳定性的弱非线性研究

通过将扰动速度势展至三阶,提出了Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的弱非线性理论.在模耦合过程中观察到一个重要的共振现象,共振使得模耦合过程变得相当复杂,单模扰动很快进入非线性区,产生大量高次谐波,共振加强了非线性作用.分析了单模扰动中二次和三次谐波产生效应,以及对基模指数增长的非线性校正.模拟结果支持了解析理论.利用该理论,分析了KH不稳定的非线性阈值问题.

带曲波域约束的全变差正则化抑噪方法

为了减小曲波变换在图像抑噪应用中所出现的伪吉布斯振荡和"曲波状"伪曲线,提出一种融合计算调和分析与变分法的图像抑噪方法.首先引入第二代曲波紧框架,对降质图像进行非线性曲波变换阈值,然后由所保留系数确定可行域,建立带曲波域约束条件的全变差正则化模型,最后通过投影梯度算法进行求解.实验结果表明该方法在抑噪和保持边缘的同时,使这些失真得到有效地抑制,取得了较为理想的视觉效果.