一种基于三角数分解的可配置2-D卷积器优化方法

多尺寸2-D卷积通过特征提取在检测、分类等计算机视觉任务中发挥着重要作用。然而,目前缺少一种高效的可配置2-D卷积器设计方法,这限制了卷积神经网络(CNN)模型在边缘端的部署和应用。该文基于乘法管理以及奇平方数的三角数分解方法,提出一种高性能、高适应性的卷积核尺寸可配置的2-D卷积器。所提2-D卷积器包含一定数量的处理单元(PE)以及相应的控制单元,前者负责运算任务,后者负责管理乘法运算的组合,二者结合以实现不同尺寸的卷积。具体地,首先根据应用场景确定一个奇数列表,列表中为2-D卷积器所支持的尺寸,并利用三角数分解得到对应的三角数列表;其次,根据三角数列表和计算需求,确定PE的总数量;最后,基于以小凑大的方法,确定PE的互连方式,完成电路设计。该可配置2-D卷积器通过Verilog硬件描述语言(HDL)设计实现,由Vivado 2 022.2在XCZU7EG板卡上进行仿真和分析。实验结果表明,相比同类方法,该文所提可配置2-D卷积器,乘法资源利用率得到显著提升,由20%~50%提升至89%,并以514个逻辑单元实现1 500 MB/s的吞吐率,具有广泛的适用性。

基于稀疏自编码深度神经网络的林火图像分类

针对林火与相似目标很难区分的问题,提出一种基于稀疏自编码深度神经网络的林火图像分类新方法。采用无监督的特征学习算法稀疏自编码从无标签图像小块中学习特征参数,完成深度神经网络的训练;利用学习到的特征从原始大小分类图像中提取特征并卷积和均值池化特征;对卷积和池化后的特征采用softmax回归来训练最终softmax分类器。实验结果表明,跟传统的BP神经网络相比,新方法能够更有效区分林火与红旗、红叶等类似物体。

应用逆散射级数波场预测和2D卷积盲分离压制层间多次波

多次波压制是地震数据处理的重要环节。基于波动方程的预测相减法是压制层间多次波的常用方法,它包括层间多次波预测以及自适应相减两个步骤。文中提出了一种改进的层间多次波压制方法,通过引入阶跃函数、有限积分区间等假设条件简化逆散射级数公式,实现层间多次波的预测;然后引入2D卷积盲分离方法实现层间多次波的自适应匹配相减。理论模型试算及实际资料应用效果表明,该方法能在不依赖速度模型前提下高效实现层间多次波预测;采用的多道卷积盲分离自适应相减方法,比传统L2范数最小化自适应相减方法和单道卷积盲分离自适应相减方法,能在有效压制层间多次波的同时,更好地保护一次波。

强干扰环境中挖掘机噪声独立分量分析

为了确定挖掘机的噪声源,采用声学照相机对挖掘机噪声进行测试,并利用独立分量分析方法对测试噪声信号进行分离研究。根据测试环境存在强烈的背景噪声与回声干扰的特点,建立基于快速固定点独立分量频域复数算法的噪声分离模型,分析得到主要噪声源独立分量的主频率。为找到这些频率对应的零部件,利用Ansys软件对柴油机表面主要零部件进行振型模态分析,并将噪声测试方向上振型模态的共振频率与独立分量主频率进行对比。研究结果表明:利用独立分量频域复数算法能快速有效地分离含背景噪声和回声干扰的噪声信号;通过对比振型模态与独立分量主频率可找到机体、气缸盖、气门室盖等主要表面噪声辐射源。

一种新型2-D卷积器的FPGA实现

提出了一种基于FPGA实现的新型2-D卷积器结构.该结构占用硬件资源少,外部带宽只需1pixels/clock.与传统的卷积器相比,不仅资源耗用减少95%以上,并且可以依据系统实时性要求调整吞吐率,带来了系统设计的灵活性.在Altera EP4SGX230KF40FPGA上实现结果表明,对于5×5大小的图像卷积,达到90Mpixels/s的吞吐率,满足大多数图像处理系统的实时性要求.

大气Ring效应差分截面的计算

基于差分吸收光谱算法,使用卫星数据反演大气NO2和SO2等痕量气体柱浓度的时候,Ring效应是影响反演结果精度的一个重要因素。Ring效应是指:受太阳表面大气消光效应影响,产生称之为夫琅禾费线的暗线结构,而由于太阳光在地球大气中传输引起非弹性散射,导致观测到的夫琅禾费线变短,这个结果可以近似地认为是对夫琅禾费线的填充。研究表明,大气中的N2和O2分子的转动拉曼散射是导致Ring效应的主要原因。利用星载传感器OMI/AURA测量的太阳光谱和N2和O2分子的转动拉曼散射截面卷积,除以原始太阳光谱,再经过差分计算,可以获得Ring效应的差分截面,以用来反演痕量气体的浓度。计算的结果与利用辐射传输方程得到的结果比较,相关系数R2达到了0.9663,表明二者基本是一致的。

基于小波域的非平稳卷积混合语音信号的自适应盲分离

一些卷积混合信号的盲分离算法是迭代性的,不适于实时应用.为此提出一种基于小波域的算法,用于卷积混合信号的自适应盲分离.对基于小波域的算法进行仿真,并与频域盲信号分离算法进行对比,结果表明所提出的算法能提高盲信号分离的性能.

一种前馈结构的卷积混合盲分离算法

1998年,Torkkola提出了反馈分离结构的信息最大化算法,该算法对应于稳定的IIR滤波器,只能用于最小相位混合。而真实的环境往往包括非最小相位传输系统。本文在分析反馈分离算法的基础上,提出了一种在频域上用前馈结构的信息最大化算法,该算法对应于非因果FIR滤波器,为非最小相位系统的盲分离问题提供了一个解决方案。最后,我们将演示用这种方法分离实际环境下的两个自然信号。

基于卷积混合盲源分离技术的表面肌电信号分解研究

根据表面肌电信号(SEMG)形成的生理学特性,采用一种基于卷积混合过程的盲源分离技术来分析隐含在SEMG信号中的运动单位动作电位信息,利用仿真的SEMG信号对这种算法的分解性能进行实验研究,并与采用瞬时混合过程的独立分量分析(ICA)算法的分解性能进行比较,同时将该算法应用于真实SEMG信号的分解实验。研究结果表明,无论是对模拟SEMG信号还是真实SEMG信号,采用卷积混合盲源分离技术的分解方法均能得到较明显的分解效果,且该方法较符合表面肌电信号的形成过程,因而具有重要的研究价值。

卷积混合信号频域单源盲分离方法

利用滑窗短时傅里叶变换将信号时域卷积混合形式转换到频域瞬态混合形式,这样可用瞬时混合模型中各种成熟的ICA算法进行卷积混合信号的盲分离。基于卷积混合信号频域盲分离算法,针对实际环境分离滤波器阶数较高的情况,在每个频率点利用一种快速收敛的单源算法即复数固定点算法,一次分离出一个源信号。为防止每次分离收敛于同一信号,采用抽气技术,把分离出的源信号从待分的混合信号中抽出,同时解决其存在的排序和幅度不一致的问题,实现卷积混合信号的盲分离。计算机仿真证实了该方法的有效性,对油气勘探具有参考价值。

一种卷积滤波器大容量延迟线实现新方法

大容量延迟线是设计实时卷积滤波器的一个关键技术。该文讨论了几种实现延迟线的方法,介绍了一种基于FPGA内嵌BlockRAM的延迟线设计新方法,该方法能大大节省FPGA的CLB资源,且结构简单灵活、易于扩展,并在某型飞机座舱综合图形显示系统中得到了应用。

SAR雷达目标回波模拟系统构建方法研究

论文针对SAR雷达测试需求,对SAR雷达回波模拟系统的构建方法进行了分析,并对关键技术进行了深入研究,以数字高程图(DEM)为基准源,并采用距离时域相干法进行目标回波的仿真;应用DSP+FPGA阵列实现目标回波系统函数的实时计算;对雷达发射信号和目标回波系统函数进行傅里叶变换后,进行卷积和数字正交混频,实现回波信号的相关性模拟。论文所提出的方法,可实现SAR成像雷达较大场景目标回波模拟,并可有效提高目标回波模拟的实时性。

单片式西沙瓦波卷积器的研制

单片式西沙瓦波(Seza wa)卷积器是信号处理的重要器件。本文对西沙瓦波卷积器的基本原理、主要设计参数作了描述,给出了我所研制的西沙瓦波卷积器的测试结果,并对器件的性能改进作了讨论。

单片式ZnO—SiO_2—Si结构西沙瓦波卷积器

本文简述了单片式ZnO—SiO_2—Si结构西沙瓦波卷积器的原理、结构、设计、制作和实验结果,以及该器件的优点和应用前景。最后讨论了Si衬底切割和传播方向的最佳选择及增大带宽的途径。

单片式3.6μs pn结二极管存储相关器/卷积器

本文报道一种单片式金属氧化锌、二氧化硅(MZOS)结构存储相关器。在我国首次实现将参考信号“写入”(存储)二极管阵列中,然后用读信号将其“读出”,该器件也可用作卷积器。本文简叙了器件设计、结构、制作方法、工作模式和性能参数。

一种基于时域解相关的双通道语音分离算法

提出了一种基于时域解相关的卷积混合语音盲分离时域算法。该算法利用相关系数对语音信号进行时域去相关处理,同时基于二阶统计量完成双通道语音分离。该算法充分考虑了语音信号本身的相关性及不平稳性,收敛速度快,稳定性好,为减小计算量提出了该算法的递推改进算法。仿真实验表明,在对卷积混合双通道语音信号进行盲分离时,该算法是非常有效的。

基于可编程逻辑器件的二维卷积器IP设计

提出了一种图像处理用二维卷积器的 IP设计 .该卷积器的设计基于将一帧完整的图像分解为多个相互重叠的垂直窄带 ,而将每个垂直带视为一幅完整图像进行处理 ,因此大大减少了系统所用移位寄存器的数目 ,但系统的性能下降较少 .用 Verilog HDL语言描述了整个系统的设计 ,并在 Xilinx公司的 ISE4 .1集成开发环境下进行了仿真和逻辑综合 ,给出了实现的结果 .

带补偿电路的声表面波卷积器初探

介绍了采用束宽压缩多条耦合器、带补偿电路的声表面波卷积器的基本原理、设计与制作,给出了测量方法及测试结果。实验表明,声表面波卷积器向组件化方向发展已成为可能。

TMS320C6416器件的WCDMA信道编码的研究与实现

第三代移动通信系统在我国的商用日益临近,作为三大3G标准之一的WCDMA,可以通过GSM/GPRS平滑升级实现,研究其信道编码对于改善和提高WCDMA的通信能力是十分重要的.简单介绍WCDMA的网络单元结构,WCDMA的信道编码中主要采用的卷积码和Turbo码的编码和译码方式,以及数字信号处理器在通信领域的广泛应用.分析了WCDMA信道编码的相关协议,叙述了TI公司的数字信号处理器芯片TMS320C6416硬件架构,详细介绍基于该芯片的NodeB信道板的硬件原理,最后讨论了WCDMA信道编码在NodeB信道板上的软件模块化实现方法.

机械耦合振动响应双谱解卷积识别方法

在机械故障诊断中,从被监测机器测得的振动信号除噪声干扰外,还常混叠有其他机器振动。分析了振源卷积混叠机理,提出了一种双谱解卷积方法,并从盲源分离和波形恢复的角度对新方法的实用背景进行了概括。实验结果证明了所提方法的可行性和可靠性。