基于改进GS算法的衍射光学光束整形元件的设计

利用不动点迭代法解非线性方程以加速迭代过程的思想对 GS 算法进行了改进,用改进的 GS 算法设计了将高斯光束整形为两束圆形光束的16台阶衍射光学元件.模拟结果表明,相对于 GS 算法,用改进的算法设计出的衍射光学光束整形元件,均方误差(SSE)减少了33.05%,拟和系数(η)提高了0.68%,优化了整形光束的性能质量;同时该算法能减小 GS 算法对迭代初值的依赖性,促使 GS 算法跳出陷入局部最优解的困境.

GS算法设计连续相位板时相位滤波器的选择

针对GS算法在设计连续相位板(CPP)时,迭代过程在解包相位中引入的高频调制,研究了初始相位与解包相位的频谱分布特性,并对两者的差别进行了比较。根据初始相位的频谱特性,提出了以初始相位的频域截止频率为相位滤波器的截止频率的滤波器选择方法。利用该方法进行了CPP设计,设计结果对应的远场焦斑参数为:均方根误差0.267 2,能量利用率96.32%,顶部不均匀度0.101 2。

基于GS算法的脉冲追赶式自适应DBF实现技术

讨论了脉冲追赶空间同步方式下工作的双基地雷达的自适应波束形成技术．针对双基地雷达实验站，研制了基于数字信号处理实现的Ｇ－Ｓ正交算法的自适应数字波束形成设备．外场实验结果显示，在单个有源噪声干扰条件下，脉冲追赶式自适应数字波束形成对信干比具有１０ ｄＢ左右的改善，天线方向图在干扰方向上可形成－ ４０ ｄＢ以上的零点．

加权GS算法的权因子对BOE整形效果的影响

采用加权GS迭代算法,以高斯光束均匀化为例,模拟计算了算法中权因子的大小对所设计的BOE整形效果的影响;利用最佳权因子设计了16阶的二元光学元件,并与权因子为其他值时进行了比较。模拟结果表明,随着权因子的增大,均方差减小,而衍射效率降低,得到了最佳的权因子值。

正交投影神经网络的BP和GS杂交学习算法

主要讨论具有单隐层的正交投影神经网络的权值和阈值的学习问题 ,提出了一种新的将 BP算法和 GS算法相结合的杂交学习算法 ,其中 GS算法对隐层到输出层的权值和阈值进行学习 ,BP算法用于输入层到隐层权值的学习 ,并给出一种最佳的隐层节点数的选取方法 .仿真实验表明 ,该杂交学习算法具有学习速度快且能获得全局最优解的特点 ,并可有效地对学习过程中出现的病态情况进行求解 。

GS算法在多输入多输出雷达信号集设计中的应用

为了高效地设计出性能良好的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达正交相位编码信号集,提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)算法,将最小化信号集旁瓣能量的代价函数转化为适合求解的极小化问题;将原始GS算法扩展至多维,并改进其物面和频谱面的约束条件,以适应文中优化问题的求解;利用改进的GS算法迭代优化设计出信号集.仿真实验表明:该算法可以有效改善所得信号集的积分旁瓣和相关性能.

面向真彩色三维显示的分层角谱算法和Gerchberg-Saxton算法研究

分层角谱算法可用于三维物体全息图的生成计算,在计算时间、占用内存和算法复杂度方面占有优势.本文基于强度图和深度图的分层角谱算法,对多波长采样进行分析,有效抑制混频现象,实现了真彩色物体的计算全息图生成.针对分层角谱算法重建时产生的散斑噪声问题,引入Gerchberg-Saxton(GS)算法,提出基于分层角谱算法的GS算法.通过计算比较引入GS算法前后再现像的均方根误差和峰值信噪比,证明该算法可有效地抑制散斑噪声,提高全息图的再现像质量,更适用于复杂形貌三维物体的计算.

利用GS算法实现图像加密技术

GS算法是相位恢复算法中经典的算法之一,其思想是利用波场传播可逆的性质,在两幅图像之间反复迭代,进而求出图像的相位信息.将GS算法用于图像加密技术中,即将迭代的结果作为加密之后的图像,相位图即为密钥,进而再恢复出原始图像,即可实现加密全过程.进而还研究了迭代次数对图像加密之后再解密的影响,做出相应的仿真实验并进行了讨论.实验结果表明,利用GS算法可以实现图像的加密与解密,并且随着迭代次数的增加,解密图像与真实图像之间的误差会越来越小.

基于GS加权改进算法的相位恢复

阐述了GS算法用于相位恢复的原理,并对算法的应用范围进行了扩展,不再局限于已知光瞳面和焦平面光强的情况。仿真中,选取了光束自由传输的两个垂轴截面,利用光强分布,采用了GS迭代算法对常见的几种波前畸变进行了恢复。针对相位恢复中GS算法收敛速度慢和精度低的问题,提出了迭代过程中,在光束输入端和输出端分别进行加权改进,给出了加权系数取值范围。仿真结果表明,这种改进有利于算法跳出局部极值,在加权值取1.2时,针对象散像差的恢复中,速度和精度提高了2倍左右,对一些其它常见像差的恢复精度也有所提高。

利用MGSA算法的光学图像加密增强方案

针对JPEG图像加密方案的安全问题,在分析混沌映射和改进盖师贝格-撒克斯通(MGSA)算法的基础上,提出一种新的使用修改逻辑映射的图像加密方案.对图像生成的混沌序列进行置换、交换和随机扩散,在加密过程中进行交叉对比,并将混乱和扩散效应施加于图像上.文中分别从加密性、相关性、像素变化率(NPCR)和平均改变强度(UACI)等安全性指标对提出的方案与其他几种常用方案进行对比分析.实验结果表明,提出的光学图像加密方案具有更高可靠性.

基于模拟退火原理的二元光学元件设计改进GS算法

为了减小二元光学元件计算机优化设计的计算量,并使设计结果逼近全局最优解,通过在传统的GS算法中引入模拟退火原理,使改进算法在保持GS算法优点的同时获得了全局寻优能力。采用改进算法和GS算法进行了计算机仿真实验,通过将高斯光束分别整形为振幅呈中心对称分布的方形光斑和振幅任意分布的北京奥运会会徽图案,验证了改进算法具有收敛速度快、计算量小、对初始值敏感性低并且抗局部极值能力强的优点,在二元光学计算机优化设计中具有很好的应用前景。

GS正交算法中正交化次数的自动确定

Gram-Schmidt(Gs)正交算法在自适应抗干扰领域日渐被人们所关注,特别是作为一种快速自适应波束形成算法而倍受重视。但采用这种算法需要首先确定信号源的个数,以决定正交化运算的次数。本文正是对此问题进行研究,提出一种简单的方法并利用一个判断阈值来实现在GS正交化过程中自动确定正交化运算的次数。

基于多面循环Gerchberg-Saxton算法相位复原研究

为了避免传统Gerchberg-Saxton算法易陷入局部极值、而不能达到理想精度的问题,采用一种简单的循环方法,通过增加信息量,即增加一个平面,使算法能够比较有效地跳出局部极值,并进行了模拟计算。在光瞳平面振幅未知的情况下,利用焦平面或附近位置处的光强信息,对光瞳平面相位和振幅分布进行了恢复。结果表明,新算法达到较高的相位复原精度,进而实现了任意位置处光场的准确复原。

基于双曲初始相位的GS改进算法

针对Gerchberg-Saxton(GS)算法对初始相位敏感、散斑噪声难以消除的问题,提出一种改进的GS算法。引入双曲面初始相位形式,通过迭代寻优算法,获得最佳相位参数,再通过迭代傅里叶变换优化算法进行优化,并用爬山算法进行邻域寻优,最后得到最佳的衍射光学元件相位分布。以方形光斑为例,用改进的GS算法和传统GS算法分别进行了数值仿真和光学实验,结果表明,改进算法整形结果具有0.999的高衍射效率和0.0187的低均方根误差,相比于传统GS算法,具有更好的应用价值。此外,采用改进算法产生相位分布规律,通过相位展开算法可以将其展开成连续曲面型衍射器件,从而降低因量化引入的加工误差。

基于物联网与GS算法的电动汽车充电推荐系统

目前电动汽车充电问题的解决方案只局限于就近原则或偏好原则,这两种选择方案或多或少会带来电车剩余电量撑不到充电站、到达充电站后排队等候时间长的问题,因而引发人们对于电动汽车的“里程焦虑”。为了解决该问题,将物联网和盖尔-沙普利算法相结合,根据车主的个人喜好以及车辆运行情况计算出车辆预约充电站的最优匹配,在有效减少排队时间的同时增加充电站的吞吐量。对三种选择方案(就近原则、偏好原则、GS算法)进行比较,得出GS算法可以实现车辆和充电站的最优匹配。

基于GS算法的圆柱共形微带阵列自适应零点形成

运用GS算法研究了圆柱共形微带阵列天线的自适应零点形成。根据腔模理论和逐元法得到圆柱共形微带阵列天线的方向性函数,将GS算法运用于共形阵列进行自适应零点形成。仿真结果表明,采用GS算法的圆柱共形微带天线阵列能准确地在干扰方向形成零陷。

基于GS算法的师生互选平台

随着时代的发展和科技的进步,基于Web信息管理系统的创新设计是一种教学方式的改革,不仅可以运用现代化的教育思想展开教育工作,还能充分发挥网络信息技术在教学过程中的优势。本研究集合了Web技术和数据库技术,开发动态交互的Web数据库应用已成为基于Web的信息管理系统的发展方向。本项目运用盖尔-沙普利算法(GS算法)、稳定匹配市场设计理论(诺贝尔经济学奖获得者罗斯提出的理论),研究一种匹配机制,用于最稳定的师生互选,并针对该匹配机制呈现的效果进行了研究与讨论。

相位恢复技术算法的探究

首先介绍了相位恢复技术中的Gerchberg-Saxton算法和梯度搜索算法。推导了当任意多帧输入图像及它们的离焦量作为输入时,梯度搜索算法的目标函数分别关于广义光瞳、波前以及泽尼克系数的偏导数。揭示了GS算法与梯度搜索算法之间的关系。针对单幅和多幅图像作为输入时分别用GS算法和梯度搜索算法设计了仿真实验,实验结果显示对于单幅图像作为输入时,梯度搜索算法明显优于GS算法。对于多帧不同离焦量的图像作为输入时,GS算法和梯度搜索算法都能很好的解算出波前,但梯度搜索算法的收敛速度明显优于GS算法。

基于MGSA融合波分复用的光学彩色图像加密

针对传统的光学彩色图像加密算法加密过程中产生的串扰噪声问题,提出一种基于菲涅耳变换(Fr T)域MGSA融合波分复用的光学图像加密算法。首先解密图像的三个通道,创建三个独立通道的纯相位函数(POFs);然后通过R、G、B三种入射平面波获得大小匹配的近似恢复图像;最后,将三个近似恢复图像组合得到重构的彩色图像。局部彩色加密和解密的仿真实验验证了本文算法的可行性,此外,创建的三个POFs和Fr T的系统参数都可用于提高安全性的密钥,提出的加密算法简单高效安全。

基于修正Hung-Turner投影的快速信源数检测算法

空间信源数检测是阵列信号处理的关键问题之一,常用的信源数检测算法需要计算采样协方差矩阵的特征值,该文提出一种基于改进Hung-Turner投影的多目标信源数快速检测算法,该算法根据采样协方差矩阵估计误差的渐进分布特性确定一个判断门限,利用该门限实现GS正交化次数的自动确定,从而完成对信源数的检测。该算法无需对采样协方差矩阵的特征值分解运算,计算复杂度低,检测性能好,计算机仿真证明了算法的正确性和有效性。