基于加窗Hilbert变换的高精度边缘检测

常规Hilbert变换对噪音很敏感,目前主要用于三瞬参数的计算。随着不断的研究,现已发展了多种广义Hilbert变换法,这些方法抗噪能力强、对边缘敏感性更高。本文介绍了频率域加窗Hilbert变换,提出了一套新的基于时间域加窗的Hilbert变换边缘检测算法。实例分析结果表明,该方法边缘检测效果与频率域加窗Hilbert变换相当,在希氏因子长度较短时其计算效率明显高于频率域的。

基于分数域加窗和对比度增强的路面裂缝检测

针对传统人工路面裂缝检测的效率和精度低以及耗费大量人力物力等问题,提出了一种基于分数域加窗和对比度增强的路面裂缝检测方法。首先,使用分数阶傅里叶变换将裂缝图像转化到分数域,利用最优窗函数对频谱进行加窗处理达到去噪效果。其次,使用分数阶同态滤波算法对去噪图像进行对比度增强,并通过迭代的方法获取最佳阶次下对比度最高的图像。最后,使用Canny算法和Otsu算法分别对增强图像做边缘检测和阈值分割,通过对两者结果做或运算和图像形态学运算来有效提取裂缝图像中的裂缝特征。将检测结果与分数频域处理法和改进直方图对比度(histogram contrast,HC)显著法对比,该方法的准确率分别提升了5.84%和4.5%,召回率分别提升了5.58%和3.52%,表明该方法在路面裂缝检测上具有更好的检测效果和更高的识别率。

非整周期采样下的新型负荷加窗FFT电能计量算法对比研究

随着越来越多的新能源发电并入电网,电力系统惯量显著降低,另一方面,高铁、电弧炉、大功率充电站等冲击性新型负荷不断对电力系统造成扰动,使得系统频率波动增大。然而,当系统频率波动较大时,传统的快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)方法会在非整周期采样下出现频谱泄露和栅栏效应,可能导致计量电能产生较大的误差。本文针对非整周期采用条件下的新型负荷计量精度问题,对比了FFT、Hanning窗双峰谱线插值FFT、Blackman窗双峰谱线插值FFT算法的适用性,发现FFT在基波电能计量方面仍然优于后两者,而对于谐波电能计量,Hanning窗双峰谱线插值FFT算法则明显优于其他算法。

基于Hilbert变换处理绝对重力仪测量数据

基于Hilbert变换相位平移原理,提取干涉条纹信号采样点瞬时相位,得到采样点位移信息。结合采样频率提取时间信息,利用最小二乘法重建自由落体轨迹,最终解算出重力加速度g值。为提高测量精度,使用零相移低通滤波器去除信号高频噪声,使用多项式拟合法去除信号线性干扰,通过加窗口选取拟合数据抑制吉伯斯现象。仿真结果表明,该方法能使g值误差在10-2μGal以下,实验结果所得g值平均误差为0.12μGal。

一种基于离散小波变换的谐波分析方法

在离散小波变换的基础上,结合加窗插值FFT,提出了一种组合式谐波分析算法。该算法先用加窗插值FFT计算基波频率,然后对加窗信号进行频率调制,将谐波分量变换成直流或近似直流分量。用离散小波变换分离出这些分量后用于计算谐波幅值和相位。计算机仿真和实验结果表明,该算法可在高噪声污染情况下,准确计算谐波参数,尤其谐波相位角。DSP评估板上的实现证明了该算法可用于实时谐波分析。

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0。通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法:加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位。通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性。

适用于频率偏移情况下谐波参数估计的改进算法

针对电网信号基波频率偏移时传统相位差校正法测量结果存在较大误差,甚至可能产生测量失败的问题,提出了一种基于传统相位差的改进算法。将电网电压信号加入Blackman-Harris窗,通过分析加窗信号的频谱表达式,研究了电参量估计的误差来源,将频谱表达式进行了多项式变换从而加快了旁瓣衰减速度,进一步减轻频谱泄漏和各谱线之间的干扰,再依据传统相位差法的估计公式和多项式变换所得的新频谱表达式对电参量进行了重新估计。分别使用传统相位差法和经多项式变换的改进相位差法进行了数值仿真对比。研究结果表明:改进算法较传统相位差法相比各次谐波的测量精度提高了至少一个数量级,适用于频率偏移情况下电力系统谐波参数的高准确度估计;即使在噪声条件下,改进算法的优势也比较明显。

高精度FFT算法在介损监测中的理论与仿真研究

在电力设备介质损耗在线监测中,由于对连续工频周期信号的截断和非同步采样,会给基于传统FFT的谐波分析法带来显著的误差。笔者在前人的基础之上,对高精度FFT算法进行了详细的推导,并给出了加Blackman-Harris窗插值算法的实用公式。针对实际电网频率波动引起的非同步采样,通过MATLAB软件对普通FFT算法、加Blackman窗和加Blackman-Harris窗的插值算法进行仿真。仿真结果分析表明采用加Blackman-Harris窗插值的高精度FFT算法可以有效地降低测量误差和提高监测精度,满足现场电力设备介损监测的要求。

基于EMD方法和加窗的QRS波群检测算法

提出了一种基于经验模态分解(EMD)方法和自适应加窗技术的QRS波群检测算法,该算法主要是利用Hilbert-Huang变换提出适合QRS波群检测的EMD方法,利用该算法对sddb数据库中第30号信号和mitdb数据库中第208号信号进行处理,得到R波的检测结果;同时,利用自适应加窗技术对Q点和S点的检测技术进行分析。通过对MIT/BIT心率异常数据库的部分数据进行R波检测,结果表明,本文提出的算法具有很好的检测效果,其R波的平均正确检测率达到了99.62%,QRS波群的平均敏感性为98.91%,相应的平均特异性为99.35%。

电力系统谐波分析中频谱泄漏治理方法的新进展

快速傅里叶变换用于电力系统谐波分析中存在较大的误差,尤其是相位误差。对快速傅里叶变换这一算法产生频率泄漏的原因进行了探讨,指出频率泄漏产生的根本原因,并对国内外提出的抑制频率泄漏的方法进行分析,详细介绍了这些方法的利弊。

压缩接收机的性能分析

本文分析了压缩接收机在高速搜索的情况下实现高分辨的原理。通过数学仿真说明窗函数、噪声和频率偏移对接收机的性能造成了一定的影响,并为进一步的研究和更好的应用此类型接收机提供了参考依据。

谱域光学相干层析成像中深度分辨相位误差提取及补偿

提出了一种在谱域光学相干层析成像(SDOCT)中提取随深度变化的相位误差及补偿该误差的方法。对被测样品的干涉谱作加窗傅里叶变换,得到一幅二维深度-频谱图。样品不同界面对应的干涉谱因加窗傅里叶变换的时频特性而被分离开。对各干涉谱相位分别进行多项式拟合,得到一组随深度变化的相位误差分布。将该深度相位误差分布作为补偿因子实现精确补偿。该方法不仅可完成对多个介质层构成的复杂样品的色散补偿,还可以实现对由于波数采样不均引起的随深度非线性变化的相位误差的补偿。仿真实验和对四层盖玻片样品及人体指甲盖的实验结果表明,该方法能简单精确地补偿系统随深度变化的相位误差,有效地抑制因相位误差导致的系统纵向分辨率随深度的恶化,改善成像质量。