航空金属薄板分层缺陷的频率-波数域超声相控阵全聚焦法成像检测

将超声相控阵频率-波数域全聚焦算法应用于304不锈钢金属薄板分层缺陷的检测中,采用两种型号的相控阵探头分别对厚度为1 mm和3 mm金属薄板的分层缺陷进行检测,比较了时域全聚焦和频率-波数域全聚焦两种算法的成像质量。结果表明:基于时域和频率-波数域的全聚焦算法均能够检测出金属薄板的分层缺陷,相对于传统时域全聚焦成像方法,频率-波数域全聚焦法成像检测具有分辨率高、伪像区域小等优点。

一种新颖的超高分辨率SAR频率域反投影成像算法

超高分辨率条件下,机载合成孔径雷达(SAR)发射信号带宽大,合成孔径时间比较长,对成像处理算法的精度和效率要求较高。现有近似频率域处理和时间域滤波反投影(FBP)算法聚焦SAR数据时均存在诸多问题。基于微局部分析方法,提出了一种新颖的频率域滤波反投影(FD-FBP)成像处理方案。首先,利用Keystone变换简化了数据距离多普勒(RD)域徙动表达式。然后,在RD域进行反投影操作,对参考位置处反投影数据进行移位、相位补偿和FFT等操作即可以得到图像,从而在保证算法精确性的前提下有效降低了运算效率,实现了频率域方法的高效率和时间域方法的精确性特点的结合。最后,点目标仿真和实测数据处理以及与FBP等算法的对比验证了该方法的有效性。

亚像元配准技术研究

为了获得高精度的图像运动参数估计,需要比较各种传统的图像配准算法的优劣并改进它们以满足需求。为此综述超分辨率重建中的图像配准算法,指出各种配准算法的特性,同时结合实验分析了不同的配准算法进行运动参数估计时的精度。提出基于遗传算法的亚像元参数估计方法,数值实验结果表明了该方法的有效性,同时对图像配准参数估计算法对噪声干扰的稳健性通过实验进行了讨论。

基于理论地震图方法的波导结构对地下核爆炸Lg波传播特性研究

基于频率-波数域算法的理论地震波形图方法,可以数值模拟频率达到10Hz、震中距达1000km的区域理论地震波形图.该算法适用于计算大量分层地壳结构中激发的导波——Lg波.本文在前苏联东哈萨克斯坦地下核试验场至我国乌鲁木齐台站间的地球介质速度模型中,引入速度梯度结构、速度扰动分布的薄叠加层结构、降低Q值结构以及速度扰动与Q值变化的综合结构来模拟实际地壳波导结构,较好地模拟出东哈萨克斯坦地下核爆炸地震在乌鲁木齐台站记录的宽频带地震波形图,模拟出完整的Lg波序列,该序列符合Lg波能量分布特征,且能够解释Lg波波尾的特征.结果表明,Lg波的形状和峰值结构均依赖于地壳的不同波导结构.

基于BISQ模型双相各向同性介质弹性波传播的频率-空间域有限差分模拟

BISQ模型同时包含了合流体孔隙介质中Biot流动和喷射流动两种重要的力学机制.基于BISQ模型的双相各向同性介质弹性波波动方程是一个复变系数偏微分方程组.本文率先建立了该方程的25点频率-空间域有限差分数值解法,在理想相界和黏滞相界情况下,对Biot流动和喷射流动共同作用下的双相各向同性介质中的波传播进行了数值模拟,通过与仅受Biot流动作用下的波场模拟结果的对比,分析了两种机制耦合作用对弹性波传播的影响.同时,本文也研究了波在双层双相各向同性介质分界面处的反射和透射特征.数值模拟结果表明:在Biot流动和喷射流动耦合作用下,双相介质中传播的快P波的速度和振幅都小于仅考虑Biot流动的双相介质中的快P波,且慢P波的衰减也更为强烈,而S波的波速和振幅则无明显差异.这表明局部喷射流动对P波的衰减和频散具有重要影响,而对S波的影响较小;慢P波的强烈衰减使得其在波场快照中无法被观测到,双层双相介质中的波传播现象类似于单相介质的情况.同时本文的研究结果也表明,频率-空间域有限差分法在基于BISQ模型的双相介质中波传播数值模拟中的正确性和有效性,为开展孔隙弹性介质全波形反演问题的研究提供了研究基础.

雷达近场成像中SVM的目标识别方法

雷达近场成像中,在精确定位的基础上,为解决目标形状识别问题,提出了利用支持向量机(SVM)预测目标信息的方法。根据时域算法——后向投影(BP)算法和频域算法——频率波数域(F-K)偏移算法得到的场强值作为SVM的特征数据,并利用时域有限差分法(FDTD)进行仿真。仿真结果表明,基于BP算法的SVM识别方法具有特征数据提取时间长、SVM预测时间短、多目标时目标信息全和虚警较多等特征,基于F-K算法的SVM识别方法具有特征数据提取时间非常短、SVM预测时间非常短、多目标时目标漏检的特征;两者都能较好地识别目标的形状,且前者的识别能力高于后者,而后者更适合实时成像。

遥感影像不可见数字水印算法比较与分析

以遥感影像不可见数字水印算法为研究对象,介绍了当前主要空间域和频率域数字水印算法原理,包括以最低位算法和Patchwork算法为代表的空间域算法,以离散傅里叶变换算法、离散余弦变换算法和离散小波变换算法为代表的频率域算法,通过遥感影像数字水印嵌入和检测实验,对数字水印算法进行了主观分析、客观分析和抗攻击性评价。实验结果表明,频率域数字水印算法表现整体优于空间域数字水印算法,频率域算法中离散余弦变换算法和离散小波变换算法的表现较好,更适用于遥感影像数字水印算法的应用。