噪声频谱混叠干扰下超声检测信号高质量提取方法

为解决超声检测中噪声频谱混叠导致检测精度低的问题,提出一种数据-模型联合驱动的超声检测信号高质量提取方法。结合经验模态分解和分量聚类指标实现超声检测信号预处理,减小噪声对检测信号提取的影响;基于高斯回波模型,结合时频变换、频谱高斯拟合和人工蜂群算法对预处理信号的模型参数进行准确估计;根据模型参数对信号进行重构,实现超声检测信号高质量提取。仿真结果表明,本文方法可高质量提取信噪比(SNR)低至4.56 dB的超声检测信号,提取信号信噪比均值提升至28.71 dB,提取效果显著优于现有常用方法,如经验模态分解(SNR=9.82 dB)和变分模态分解(SNR=11.07 dB)。此外,超声检测实验证明了本文方法可实现噪声频谱混叠下超声检测信号的高质量提取。

低通和带通信号采样的频谱混叠分析

对带通信号的采样和重建进行了理论分析 ,结果表明 ,如果用信号的 2倍带宽频率进行采样 ,会产生频谱混叠 ,且当信号的最高和最低频率分量中含有冲激函数时 ,采样之后的信号不能精确重建原信号 ,当信号的最高和最低频率分量为有限值时 ,仍然能精确重建原信号 .研究还表明 ,低通信号的

CCD的非线性与频谱混叠的关系研究

分析了CCD的非线性产生频谱混叠问题,提出了减小频谱混叠的方法.从理论上分析了CCD的非线性产生高频分量的原因,给出了简单的物理解释和解析推导.通过计算机仿真与实验两种方法得出了CCD的非线性导致频谱混叠的结果,再通过计算机仿真方法得出结论:在存在高级次频谱成份的情况下,加密抽样可减少频谱混叠并明显提高FTP的测量准确度.

频谱混叠对光纤陀螺振动特性测试的影响

振动过程中的频谱混叠会使光纤陀螺中采样后信号相对于原信号产生失真现象,从而影响测试结果.为了验证频谱混叠带来的影响,并进一步抑制频谱混叠现象的发生,设计实现了一套用于获取光纤陀螺原始输出的闭环数据采集系统(速率可达1 MHz×16 bit),分析了振动测试过程中光纤陀螺闭环数据的特征,发现目前光纤陀螺中常用滤波器无法有效滤除闭环数据中振动成分,因此可能会由于采样频率设置不当引起频谱混叠;通过matlab仿真和陀螺振动实验对频谱混叠造成的影响进行了验证;针对频谱混叠现象提出了抑制措施.实验结果表明对于采用类似数据采集过程的光纤陀螺,改进后的设计可以有效避免频谱混叠现象的发生.

利用灰度图减小Fourier变换轮廓术的频谱混叠

本文利用常常被人们忽略的灰度图中包含的频谱信息来减小零频分量对基频分量的影响。先记录一帧被测物体灰度图 ,然后投影正弦条纹到被测物体表面 ,记录变形条纹图。在对变形条纹图进行处理以前 ,先从变形条纹图中通过灰度图消除非均匀反射率对变形条纹的影响 ,得到均匀的变形条纹分布。文中给出的理论分析和实验结果可以证明 :该方法可以限制零频分量的扩展 ,提高FTP测量范围和精度 ,且测量系统简单 。

双频光栅傅里叶变换轮廓术频谱混叠研究

讨论了用双频光栅方法对包含突变成份的物体产生的变形条纹进行傅里叶变换时,可能会出现频谱混叠问题.推出了低频光栅的频谱f1与高频光栅的频谱f2不相互混叠的条件,分析了探测器非线性会引起同一光栅间频谱发生混叠情况.考虑到通常情况下低频光栅频谱f1与高频光栅频谱f2的混叠起主要作用,因此在该情况下用计算机仿真与实验验证了:当f2<2f1时,f1与f2相互混叠,物体面形难以恢复;当f2>2f1时,f1与f2不相互混叠,物体面形恢复得很好.

用多重交织抽样方法消除频谱混叠

光电成象系统的抽样过程引起图象频谱分布在频谱空间的无限重复，如果抽样过程不满足系统的Ｎｙｑｕｉｓｔ条件，相邻的频谱项就会产生混叠，本文提出用多重交织抽样的方法来消除频谱混叠现象，用光学传递函数方法论述了这种方法的原理，并进行了误差分析。

基于偏时域相干分析的频谱混叠信号分离方法

提出一种基于偏时域相干分析的频谱混叠信号分离方法。该方法依据参考信号,利用偏时域相干函数,通过对信号分量与混合信号的功率比进行定量分析得到信号的瞬时混叠模型,最后按照瞬时混叠的逆过程分离出各信号分量。该方法与自适应分离方法的输入信号模型等价,且概念、算法简明。典型信号条件下的仿真实验表明在其功能与自适应分离方法基本相同的情况下,信号分离的准确度优于自适应方法。

采用交织抽样方法消除Fourier变换轮廓术中频谱混叠

采用Fourier变换轮廓术进行 3D面形测量时 ,被测物体的高度变化受到测量范围的限制。当高度变化超过FTP的测量范围时 ,由于阴影和频谱混叠 ,无法实现正确的三维重建。在正交光轴测量系统中避免阴影和频谱混叠 ,我们采用减少成象光轴和投影光轴之间的夹角的方法避免阴影 ,由于成象光轴和投影光轴之间夹角越小 ,测量精度越低 ,为了保证FTP的测量精度 ,增加投影到被测物体上的条纹数。当CCD的分辨率没有提高时 ,一个条纹中的采样点数减少 ,当抽样点数不满足要求时 ,又会引起另一种频谱混叠 ,即周期之间的频谱混叠。本文采用交织抽样方法消除Fourier变换轮廓术中周期间的频谱混叠 ,计算机模拟实验证实了该方法的有效性。

基于谐波检测的频谱混叠分析与处理

针对电网谐波的特点,在模/数转换和DFT分析的基础上,分析了谐波检测中的频谱混叠。采用模拟低通滤波器降低频谱混叠,提高谐波检测的实时性。

频谱混叠无线电信号盲侦察识别技术

复杂电磁环境下传统的基于时频分析的侦察方式对频谱混叠无线电信号难以侦察识别。针对这一问题,提出了基于最大信噪比算法的盲侦察识别技术。在分析了复杂电磁环境和盲源分离算法特点的基础上,研究了最大信噪比算法。理论分析表明,最大信噪比算法具有速度优势。建立了盲侦察识别模型,仿真实现了4路频谱混叠无线电信号的分离提取,经频域分析后能够快速直观地获取目标电磁信号信息。仿真结果表明,应用所提出的盲侦察识别技术能够实现频谱混叠无线电信号的侦察识别。

窄带雷达频谱混叠微动信号的平动补偿

针对存在频谱混叠的窄带雷达微动信号平动补偿问题,从高阶和低阶频谱混叠两种情况出发,给出了一种平动补偿方法。在对两种频谱混叠情况分析的基础上,针对高阶混叠将混叠的瞬时频率近似为线性调频锯齿波信号,通过对频率以及调频率的估计,实现信号混叠程度的快速降阶。对于低阶混叠,首先将时频图在频率维周期扩展,再基于形态学图像处理方法提取出无模糊的瞬时频率曲线,最后对其进行多项式的最小二乘拟合完成平动补偿。仿真实验验证了所提方法的有效性以及对不同的信号形式和噪声的鲁棒性。

基于拉普拉斯塔型变换的Contourlet变换频谱混叠特性分析

针对Contourlet变换存在频谱混叠的问题,立足于拉普拉斯(Laplace)塔型变换的分析研究,指出了Contourlet变换频谱混叠的根本原因在于Laplace塔型变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截至频率大于π/2,导致Contourlet变换的频谱混叠。基此,设计了满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,提出了一种新型的Contourlet变换,即抗混叠Contourlet变换。抗混叠Contourlet变换有效地抑制了频谱混叠,基函数的空频局域性均明显优于Contourlet。通过对Barbara图像的硬阈值去噪实验研究结果表明,抗混叠Contourlet变换去噪在峰值信噪比(PSNR)上高出Contoulet变换2.3dB(噪声均方差为30),去噪效果好,同时还有效抑制了Contoulet变换去噪后的"划痕"现象,图像的视觉效果更佳。

频谱无混叠采样和信号完全可重构采样

通过对采样定理的分析,指出频谱无混叠采样和信号可完全重构采样并不等同,并给出和证明了实现这两个采样的条件,从而全面地回答了在何种条件下,经典采样定理中的最低采样频率可以等于信号最高频率的二倍。作为最低采样频率问题的最典型例子,本文对正弦信号的采样和重构问题作了进一步的分析,揭示了二倍信号频率的采样导致正弦信号相位信息丢失的原因。本文对如何在应用中正确地确定最低采样频率,提供了有益的参考。

基于方向滤波器组的Contourlet变换频谱混叠特性研究

通过对方向滤波器组(DFB)及Laplace塔形变换(LP变换)的分析研究,阐明Contourlet变换的频谱混叠是源于LP变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截至频率大于π/2所引起。基此,研究并提出了一种抗混叠的Contourlet变换,即N-Contourlet变换,通过设计满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,以避免LP变换中因下抽样所造成的混叠。N-Contourlet变换满足完全重构特性,且能有效地抑制原Contourlet变换中的频谱混叠,频域局域性较好。硬阈值去噪实验研究结果表明,对于标准的Lena图像,在噪声方差σ=40时,N-Contourlet变换的去噪效果不仅PSNR高出Contourlet变换2.51 dB,而且还能有效地抑制了Contour-let变换去噪后的"划痕"现象,图像的视觉效果更佳。

考虑频响函数混叠误差的阻尼比识别效果研究

通过实测频响函数识别阻尼比时,识别准确性受到频谱混叠现象的影响,因此建立了考虑频响函数混叠误差的阻尼比识别有效性判断方法.首先,根据傅里叶变换原理进行理论推导,证明了采样频率不足时频响函数会发生混叠现象;然后,根据频响函数混叠原理和模态叠加原理,建立了多自由度结构的基准频响混叠误差拟合公式,进而给出考虑频响函数混叠误差的阻尼比识别结果有效性判断的步骤.通过对两自由度理论频响函数模型设置不同的等效柔度比和固有频率比,表明其对两阶模态计算频响混叠误差有显著影响;通过对比四层框架结构基准模型的响应在设置不同采样频率时对阻尼比的识别结果,验证了所提方法的可行性.

快速抗混叠傅立叶变换方法的误差分析(英文)

本文对快速抗混叠傅立叶变换算法 (FAFT)进行了误差分析 ,给出了它的误差估计。当用二次多项式分段逼近时 ,其频谱误差估计结果为 M2 4(TN) 3,其中 M为变换区间内被变换函数的三阶导数的最大值 ,N为样本数 。

一种抗混叠移不变的Contourlet变换

基于传统Contourlet变换及已有相关改进方法存在频谱混叠或移变性的缺点,其处理后的图像会出现伪吉布斯现象,严重影响了图像的质量,因此提出一种既抗混叠又有平移不变性的Contourlet变换新方法来克服这两个缺点.新方法是一种结合了抗混叠塔式滤波器组和非下采样方向滤波器组的方法.通过比较新方法和相关Contourlet变换方法的非线性逼近性能和降噪效果,表明新方法更能稀疏地表示图像,且在降噪性能上有较大的提高;它不仅有效地克服了因频谱混叠和移变性所带来的"刮痕"现象,而且能更好地保护图像的边缘和纹理细节信息.

一种抗混叠失真的IIR数字滤波器设计方法

在无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器的设计中,用冲激响应不变法模拟滤波器的数字化过程,会发生频谱混叠失真,所以该映射方法一般不能应用于设计IIR数字高通和数字带阻滤波器.用"数字-数字频带变换"方法设计滤波器,可消除冲激响应不变法带来的频谱混叠失真的问题.通过具体的设计实例,提出"数字-数字频带变换"的方法.仿真结果表明,该方法能够有效避免混叠现象发生,是一种有效、可行的设计IIR数字滤波器的方法.

抗混叠失真IIR数字滤波器的设计与仿真

采用冲激响应不变法在IIR数字高通和数字带阻滤波器的设计过程中,如果在模拟信号频带之间进行频带变换将会发生频谱混叠失真,如果将频带变换放在数字信号频带中进行则可以消除冲激响应不变法带来的频谱混叠失真问题。通过巴特沃斯数字带阻滤波器的设计实例提出了抗混叠失真的具体设计方法和步骤,由仿真结果可以看出,采用"数字-数字频带变换"的设计方法能够有效避免混叠现象发生,是一种有效可行的设计IIR数字滤波器的方法。