基于非线性加权均值的多方向广义形态滤波算法的Speckle噪声抑制

本文提出了一种新的用于散斑噪声抑制的非线性加权均值多方向广义形态滤波算法。对实际激光雷达图像处理结果表明:本文算法具备了小波阈值算法图像边缘保持好和局部统计滤波算法散斑噪声抑制能力强的优点,在算法复杂度降低的前提下具有了与F.Safa的改进算法(广义并行加权多方向形态滤波算法)相当的效果,即有效地抑制了散斑噪声,又保持了图像的几何结构。

基于CxImage库的SAR图像Speckle噪声抑制

合成孔径雷达图像的相干斑噪声抑制是SAR信息处理中的一个重要环节。经典的Speckle噪声抑制通常作为一个处理模块集成在软件中,但现有软件代码封装无法二次开发。针对文中提出了一种基于开源图像库CxImage的空间域自适应Speckle噪声抑制算法的应用与集成。将CxImage图像库链接入MFC应用程序框架中,利用其图像管理、维护、处理功能对SAR图像进行维护管理,集成多种经典的空间域自适应滤波方法,并以ERS-2卫星的PRISAR数据为例,进行Speckle噪声滤波处理,选取适当的滤波效果评价参数,对滤波结果进行比较,最终得出各滤波算法应用于SAR图像滤波的优劣。

基于模糊滤波核的TerraSAR-X图像Speckle噪声抑制算法

TerraSAR-X是世界上首颗商用的分辨雷达到1m的雷达卫星,具有广阔的应用前景。针对TerraSAR-X图像中的speckle噪声抑制问题,首先分析了噪声的基本数学模型,进而考察了几种经典斑点抑制算法,在此基础上,将模糊集理论引入到speckle噪声抑制问题中,构造了一种基于局域自适应模糊滤波核的speckle噪声抑制算法,通过对TerraSAR-X图像处理效果的实验分析,验证了算法的可行性,可以有效的抑制图像中的speckle噪声,显示出模糊集理论在TerraSAR-X图像speckle噪声抑制问题中的应用潜力。

面向干涉包裹相位的多等级噪声抑制网络

包裹相位是激光干涉测量获取相位信息的前提,为了减小测量过程中噪声对包裹相位条纹的干扰,提高重构图像的质量,提出了一种非对称融合非局部边缘提取神经网络(Asymmetric Fusion Non-Local and Verge Extraction Neural Network,AFNVENet)。该网络在FFDNet基础上,设计了非对称融合非局部块和边缘提取模块,通过融合不同级别噪声特征及反向引导去噪过程,在有效抑制多等级噪声的同时,保留了更多的图像细节信息。选择带有乘性散斑与加性随机噪声的包裹相位数据集用于训练,通过消融实验和对比实验结果表明,AFNVENet算法对不同等级的噪声都具有更好的噪声滤除效果,当噪声标准差在[0,2.0]范围内变化时,去噪后的PSNR、SSIM和SSI均值分别达到24.88 dB,0.97和0.95。此外,通过进一步解包裹结果表明,AFNVENet去噪后的解包裹相位均方根误差均值比SCAF,NLM,KSVD和DnCNN分别减小了87%,73%,79%和36%,验证了该方法的可行性。AFNVENet方法在抑制噪声时具有较好的鲁棒性,可适用于不同干涉测量环境下多等级噪声的包裹相位信息恢复。

基于激光器RIN抑制的宽带低噪声微波光传输技术

微波光子链路中的核心器件激光器、调制器、光电探测器均为有源器件,在微波信号的电光光电转换过程中会引入额外的噪声,导致微波信号的噪声性能恶化,高的噪声系数会降低电子信息系统的灵敏度、动态范围、探测精度等关键性能指标,因此抑制噪声成为实现高性能微波光子系统的关键。文章针对当前激光器噪声较高的限制,提出采用常规分布反馈(DFB)激光器与光放大器、窄带光子滤波相组合的方式来抑制激光源噪声,实现微波光子链路的宽带低噪声。建立了微波光子链路传输模型,分析了链路性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了采用该组合光源方案与常规微波光子链路的噪声性能,结果表明采用高功率光源结合光滤波可对激光器远端相对强度噪声(RIN)实现高的抑制,通过优化,噪声系数较常规水平可改善15dB以上。

抑制采样白噪声干扰的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干扰下能够显著降低电流畸变率。

基于轻量残差复合增强收敛神经网络的粒子场计算层析成像伪影噪声抑制

由于流场中的微粒分布状态能够充分表征场的特性,因此通过稀疏采样实现快速和高质量的粒子场成像始终是实验流体力学等领域高度期盼的.近年来,随着深度学习应用于粒子计算层析成像,如何提高神经网络的处理效率和质量,以消除稀疏采样所致的粒子层析图像伪影噪声仍然是一个挑战性课题.为解决这一问题,本文提出了一种新的抑制粒子场层析成像伪影噪声和提高网络效率的神经网络方法.该方法在设计上包含了轻量化双残差下采样图像压缩和特征识别提取、快速特征收敛的上采样图像恢复,以及基于经典计算层析成像算法的优化信噪比网络输入样本集构建.对整个成像系统的模拟分析和实验测试表明,相比于经典的U-net和Resnet50网络方法,本文提出的方法不仅在输出/输入的粒子图像信噪比、重建像的残余伪影噪声(即鬼粒子占比)和有效粒子损失比方面获得了极大的改进,而且也显著提高了网络的训练效率.这对发展基于稀疏采样的快速和高质量粒子场计算层析成像提供了一个新的有效方法.

谐振式光学陀螺噪声抑制技术研究现状(特邀)

谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。在陀螺的小型化过程中这一问题更加凸显。因此,对谐振式光学陀螺仪进行噪声抑制显得尤为重要。本文详细综述了谐振式光学陀螺中非互易性和互易性两大类噪声的原理及其抑制方法,总结了该领域近来年的研究现状及未来挑战与发展趋势,为我国谐振式光学陀螺发展提供参考。

结合光电负反馈和模式清洁器的噪声抑制系统

光场噪声的有效抑制是开展精密测量研究的基础,特别是现代量子信息科学对光场噪声提出了散粒噪声极限的要求。本工作研究了一种结合光电负反馈和模式清洁器的噪声抑制系统,在边带模型和郎之万方程的基础上,分析了噪声抑制系统输出光场的噪声谱,讨论了光电负反馈回路的透射率、反馈增益以及光学模式清洁器的腔线宽对噪声抑制水平的影响。结果表明,该系统不仅可以有效抑制高频的强度噪声,使其达到散粒噪声极限,而且能够减小特定频率处的强度噪声。此外,引入带通滤波器能进一步扩展噪声抑制的水平和带宽。研究结果为实验研究提供了直接参考和必要基础。

基于双探测器的光源相对强度噪声抑制方案

针对传统和现有光路抑制方案在常温条件下表现良好但在全温度范围内性能却难以保证的问题,提出了一种基于双探测器的光源相对强度噪声(RIN)抑制方案。该方案通过双探测器分别检测经不同路径的光信号,并在电路中将这2路信号同步后相减,以消除RIN,从而提高光纤陀螺的精度。同时,还探究了不同调制深度对陀螺输出的影响及未来对该方案的改进思路。实验结果表明:在调制深度为3π/4并且配合双探测器的RIN抑制措施的情况下,该方案能有效提高光纤陀螺的精度,并满足全温条件下的使用要求。

基于双层反对称阻尼式声子晶体的双通路宽频带噪声抑制方法研究

针对现有声子晶体模型难以在结构传播与空气传播双通路实现噪声抑制的问题,提出了一种双层反对称阻尼式声子晶体结构,以双层阻尼式声子晶体为单元抑制噪声结构传播,将迷宫型散射体反对称式排列抑制噪声空气传播,实现双通路宽频带降噪。研究基于有限元理论与力声类比法对模型的能带图、传递曲线与吸声系数进行计算,对比分析了吸声性能与传统结构的差异,并通过试验进行验证。研究发现,模型中的双层阻尼—散射体结构可将降噪带宽拓展为传统结构的3.3倍,且同体积附加质量仅为传统结构的53.3%,反对称结构可突破吸声系数瓶颈,实现高效吸声。结果表明该模型可以实现双通道宽频带范围内的噪声控制,并具有轻质化的特点,能很好地补足现有声子晶体模型在宽频带噪声控制领域的短板。

基于比例谐振自抗扰控制的电机谐波抑制与噪声优化

针对驱动电机逆变器非线性、反电动势波形非正弦等因素所引入的大量低频谐波,提出了一种比例谐振自抗扰控制策略,该方法可以更为全面地抑制电流谐波,同时引入谐振调节可以对特定频率谐波进行更好地抑制。首先,建立了电机系统数学模型,基于麦克斯韦张量法,推导了电磁力的解析式,分析得出5、7次谐波会对电机的转矩脉动与电磁噪声性能产生恶化;其次,建立了Simulink&Jmag多物理场协同仿真模型,对谐波抑制前后的转矩脉动与电磁噪声进行仿真分析,验证了理论解析的正确性。最后,搭建实验平台对施加策略前后采集的电流与电磁噪声结果进行分析。结果表明,所构建的控制策略对低频主要阶次的谐波成分有较好的抑制效果,优化了电机的低频噪声特性。

深海环境下利用噪声抵消器和经验模态分解的拖船干扰抑制方法

针对深海环境下拖船自噪声在靠近端射和非端射方向产生的多途角扩展干扰影响拖曳声纳探测性能的问题,提出一种利用归一化最小均方误差(Normalized Least Mean Square,NLMS)噪声抵消器和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的拖船干扰抑制方法。通过借鉴逆波束形成(Inverse Beamforming,IBF)的思想,对靠近端射方向的干扰波束进行相位补偿,重构出时域干扰信号,并将其作为自适应噪声抵消器的输入信号,基阵接收信号作为期望信号,利用NLMS方法调整滤波器的权值,进行初步干扰抑制。在此基础上通过EMD对噪声抵消器的输出结果进行分解得到多个本征模态(Intrinsic Mode Function,IMF)和残余分量,再利用匹配滤波方法筛选出用于重构拖船噪声的IMF,并在阵元域抵消完成干扰抑制,其中匹配模版为靠近端射方向频域干扰波束逆傅里叶变换得到的时域干扰信号。仿真数据和海试数据分析结果表明,与其他方法相比,所提方法能够大幅度抑制拖船自噪声产生的多途角扩展干扰,提升拖曳声纳在干扰盲区内对弱目标信号的检测能力。

基于非凸约束和噪声抑制的图像增强算法

在暗视觉条件下,图像采集设备捕获的图像具有较低的能见度。Retinex模型增强方法通过操纵估计的照度,可以映射出相应的反射图像,但由于没有考虑噪声项,极易放大增强结果的噪声。针对该问题,提出了一种基于非凸约束和噪声抑制的图像增强算法。首先,定义了一个新的带有噪声项的Retinex模型;然后,基于梯度最小化的平滑滤波器构造了一种0正则约束下目标函数,以此获取照度图像;接着,在上述基础上建立了一种1正则约束下目标函数,用来从反射图像中分离噪声;最后,经过图像重构,获得最终的增强结果。实验结果表明,所提算法不仅能够提升图像的视觉效果,而且在保留图像较多信息的情况下,具备更强的噪声抑制能力。

模糊PID控制在倒立摆稳摆中的噪声抑制分析

针对普通PID控制在倒立摆稳摆中不能有效抑制干扰噪声的问题,通过模糊控制算法对PID参量整定进行在线实时调整。在完成模糊PID控制器的设计应用后对倒立稳摆中的噪声抑制效果进行分析,并对影响控制效果的隶属函数选取进行探讨。结果表明:模糊PID参数整定能起到噪声抑制效果,且模糊算法使用方便,适应性强。

短波红外星图的噪声抑制算法

为了满足星敏感器在近地空间全天时观测的需求,基于短波红外探测器的星敏感器得到了广泛的应用。然而,短波红外星图中存在着条纹非均匀性噪声和缺陷像素等噪点,这些噪声的存在会降低星图的质量。为了抑制上述噪声的影响,本文针对短波红外星图提出了一种噪声抑制算法。首先,通过两点法对每列像素做初步的非均匀性校正,降低同列像素间的非均匀度。然后,通过改进的列向Top-hat算法去除条纹非均匀性噪声的影响。最后,通过中心点扩散连通域算法提取星点。实验结果表明,在两等星内,本文算法能够很好地去除噪声影响,星点的提取误差能够保持在0.3像素即2"内,并且算法针对单帧图像,便于实现,能够满足实时处理的要求。

基于二维图像高斯滤波的BOTDR噪声抑制方法研究

布里渊光时域反射仪(BOTDR)因光信号单端注入及自发布里渊散射信号弱而导致布里渊增益谱(BGS)信噪比(SNR)较低,本文提出采用二维图像高斯滤波算法对BGS图像进行处理以实现对BOTDR系统的降噪。分析了微波外差扫频BOTDR的BGS噪声信号特征,设计了二维图像高斯滤波BGS降噪算法,并在BOTDR测温实验系统上实验验证了该降噪算法的噪声抑制效果和信号处理效率。实验证明,在单频功率曲线100次累加平均的条件下,采用高斯滤波算法对二维BGS图像降噪,降噪前后BGS的SNR提升约10.7dB,变温区的波动范围由±7.79MHz降低至±2.61MHz,同时有效传感距离由约13.8km提升至约24.0km,降噪算法平均信号处理时间约为0.129s。研究表明该降噪方法可显著提升BOTDR系统的SNR,且具有良好的实时性。

基于谐振原理的光电探测噪声抑制方法研究

为研究一种新型噪声抑制的手段,采用电感电容(Lenz capacitance,LC)谐振原理对有效信号放大。通过对LC电路电感、电容参数的调整,使其谐振频率与有效信号一致,有效信号与LC电路发生共振,实现微弱信号的放大以及噪声的滤除。

基于人工智能的电声噪声抑制技术在动画教学场景中的应用

随着人工智能技术的不断发展,其在音频处理领域的应用也日益广泛。电声噪声抑制技术作为改善音质的重要手段,对于提升动画教学场景中的教学体验具有重要意义。文章重点探讨基于人工智能的电声噪声抑制技术在动画教学场景中的具体应用,分析其技术原理、实现方法以及对教学效果的影响,以期为提升动画教学质量提供新的技术支持和解决方案。

主动消声技术在双头雕刻机噪声抑制中的应用

针对双头雕刻机在操作过程中产生的噪声问题,分析主动消声技术在双头雕刻机噪声抑制的应用。首先分析主动消声技术的工作原理,其次分析双头雕刻机的工作原理和噪声的特点,再次分析主动消声技术的设计与实施方案,最后进行实验分析。实验结果表明,主动消声技术能够有效减少双头雕刻机的噪声,优于对照组。