基于Walsh函数调制的单帧图像深度学习相位反演技术

远场相位反演存在简并态,复原波前容易出现多解问题。相较于传统的迭代算法,结合了相位调制与深度学习的相位反演方法不仅显著降低了计算复杂度,还可有效地解决多解问题。这种方法实时性强,结构简洁,显示出其独特的优势。使用不同的沃尔什函数(Walsh)对相位进行调制,采取深度学习的方法训练卷积神经网络从调制后单帧远场强度图中获得第4~30项Zernike系数从而复原出原始波前,解决了相位反演多解问题。对于3~15 cm大气相干长度的湍流像差的残差波前,其RMS与原始波前RMS的比值可达7.8%。深入研究了Zernike阶数、随机噪声、遮挡以及强度图分辨率等多种因素对波前复原精度的影响。研究结果表明,这种基于深度学习的相位反演方法在复杂的环境中展现出了良好的鲁棒性。

基于Walsh级数法层合梁自由振动分析

本文提出了一种基于Walsh级数离散化方法(WSM)的频率求解方法,对具有一般边界条件的层合梁进行了自由振动分析.采用考虑剪切效应和转动惯量的一阶剪切变形理论建立了层合梁理论模型,采用边界权重参数等效一般边界条件.以Walsh级数作为基函数离散位移最高阶导数再进行积分,由边界条件确定这一过程中产生的积分常数.将离散后的位移与转角代入控制方程转化为单变量线性方程.在此基础上,通过求解线性代数方程,可以得到复合材料层合梁的频率.对照现有文献计算结果,得到WSM法具有较好的收敛性和精度的结论.

具有八值Walsh谱的布尔函数的构造

布尔函数在编码理论、对称密码学和序列设计中起着重要作用.Walsh变换是研究布尔函数密码学性质的重要工具.本文利用两类bent函数在4个不同点的函数值互补,构造两类具有八值Walsh谱的布尔函数,并确定它们的Walsh谱值分布.

基于Walsh码的RFID并行识别碰撞树算法

针对大规模标签场景下,改进碰撞树(ICT)算法中碰撞时隙较多且有多个碰撞位时无法并行识别多标签的问题,提出一种基于Walsh码的RFID并行识别碰撞树(PICT)算法。PICT算法引入Walsh同步正交码与碰撞树协议相结合,对ICT算法中发生多位碰撞时的标签使用Walsh码进行扩频,具有唯一Walsh码的标签通过不同的子信道与阅读器通信,实现多标签并行识别。理论与实验分析表明,PICT算法相比同类算法所需系统总时隙数更少,并且具有更高的系统识别率,适合大规模标签的快速识别。

基于Walsh函数的多频率同步信号合成方法

多频率同步(MFS)激励信号源是实现生物电阻抗频谱多频率快速测量的关键,但目前尚无理想解决方案。通过研究提出了一种基于Walsh函数的MFS信号合成方法,论述了MFS信号的合成原理及合成步骤,并给出了5频率同步信号f(5,t)的合成实例及其FPGA实现方法。傅里叶级数分析表明,f(5,t)在其5个主谐波分量上的幅值较大,其功率之和占据信号平均总功率的73.91%,且具有相同的零初始相位。合成的MFS信号的主谐波个数可根据需要进行选择,且主谐波的频率也可以通过改变FPGA的工作时钟来调整,信号易于调节和实现,是一种理想的、可用于BIS快速测量的多频率同步激励信号源。

基于Walsh变换的图像置乱程度评价方法

图像的置乱变换在信息隐藏和数字水印中有广泛的应用,对图像置乱程度的评价是非常重要的,它能帮助判定用怎样的置乱变换和对图像进行多少次置乱,才能获得好的信息隐藏隐蔽性和鲁棒性。利用Walsh变换的能力集中特性,并考虑置乱程度应满足的性质,提出了基于Walsh变换的图像置乱程度评价方法,实验表明所给出的评价方法能较好地刻划图像的置乱程度,与人的主观评价更接近。

基于Walsh变换的多电平逆变器谐波消除技术(英文)

将Walsh函数引入到多电平逆变器选择性消谐法(SHE)开关角的求解中。为此,在介绍Fourier-Walsh变换的基础上,得出了级联型多电平逆变器基于Walsh函数的消谐模型,并提出了一种快速求解消谐模型在基波幅值整个变化范围内开关角的全部解的方法。应用分析表明所提方法是可行的,级联型多电平逆变器开关角的解是关于基波幅值的分段线性方程。因此,所得的分段线性方程解决了逆变器SHEPWM技术在线求解开关角的难题。最后,多个算例的计算结果和实验结果证实了该方法的正确性。

M序Walsh变换的快速算法设计

讨论了 Walsh函数系的一种序—逆 Walsh序 ( M序 ) .利用矩阵分解法设计了 4种 M序的快速

基于Walsh变换的特定谐波消除脉宽调制技术在动态电压恢复器中的应用

基于Walsh变换的特定消谐PWM(selective harmonic elimination PWM,SHEPWM)方法把其对应的Fourier域内的超越非线性方程转化为线性代数方程,在合适的初始条件下,能得到基波幅值和开关角的分段线性关系,从而可实现在线调压和谐波抑制,特别适用于动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)逆变器的控制。本文介绍了Walsh函数,分析了Walsh域SHE线性方程的建立和求解过程,提出了以质心PWM技术产生初始开关角分布模式的方法,有效提高了计算效率,并且针对SHEPWM脉冲的谐波分布特点,给出了逆变器的滤波器设计原则和方法。在200 kVA 级DVR上的实验结果表明,逆变器在整个电压范围内能有效抑制各次谐波并有良好的动态特性,证实了该方法的可行性和有效性。

基于分段抽取软判决加权Walsh Hadamard变换的卷积码识别算法

针对低信噪比环境下卷积码识别研究存在的不足,提出一种基于分段抽取软判决加权Walsh Hadamard变换(WHT)的卷积码识别算法。该算法利用接收比特的解调软判决信息求取软判决频次序列,并构造加权Walsh Hadamard矩阵,从而识别得到基本校验序列。利用基本编码矩阵构造规则,最终实现记忆长度及基本生成矩阵的识别。算法结合分段抽取思想,降低了所需运行存储量。仿真实验表明,该算法可在低信噪比环境下对不同码率卷积码进行有效识别,具有较好的容错性,且对大约束度的卷积码性能提高更为显著。

基于Walsh变换的GPS C/A码快速捕获算法

根据m序列的相移组合多项式,给出Walsh序列与m序列行对应关系的计算方法.利用Walsh序列与Gold序列的映射关系,提出利用移位相加电路减小矩阵运算量的方法,解决Gold序列的快速相关运算问题.采用连续帧相关的方法,消除导航信号符号跳变对相关运算的影响,同时,针对GPS卫星码字的特点,提出了一种多星捕获方法,利用第一颗卫星的捕获运算结果,减小后续卫星捕获的计算量.

一种基于Walsh矩阵的正交多相码设计方法

借助Walsh矩阵严格正交性,通过类Walsh矩阵构造和随机列重排生成多相码严格正交性空间域,利用遗传算法从中选取低相关旁瓣量信号组.该方法保证了设计的信号间严格正交性,降低了遗传算法搜索空间.遗传算法代价函数选取为自相关峰值旁瓣量、互相关峰值量以及"和信号"(所有发射信号空间叠加之和)相关峰值旁瓣量之和,"和信号"相关输出为实际信号处理的综合输出,其旁瓣量的高低直接影响雷达对目标的检测性能.仿真结果验证了该方法在保证低自相关旁瓣量和低互相关量的同时,能够设计出信号间符合严格正交性和低综合输出旁瓣量的信号组.

Walsh码及短截码和改进码的性能分析

对码分多址技术中的一种地址码——Ｗａｌｓｈ码、短截码，及改进的Ｗａｌｓｈ码的各种相关特性进行了计算与统计，并得出结论：改进后，Ｗａｌｓｈ码的自相关特性得到显著改善。

基于Walsh-Hadamard变换的卷积码盲识别

该文针对信道编码的盲识别问题,提出了高误码率下(n,1,m)卷积码的盲识别方法。首先给出了盲识别的数学模型,进而扩展了Walsh-Hadamard变换的应用范围。证明了通过对截获码序列做Walsh-Hadamard变换可以解决卷积码的盲识别问题,该方法在智能通信、信息截获、密码分析等领域有重要的应用。仿真实验表明该算法可以对高误码率的卷积码进行有效的识别。

基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

基于Walsh函数变换的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonics elimination pulse width modulation,SHEPWM)技术存在调制比受限的问题,为此,提出了基于Walsh函数的多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术。该方法通过分析傅里叶级数变换下的多电平多波段SHEPWM电压波形,归纳出调制比从0到1之间变化时多电平逆变器多波段统一的SHEPWM非线性方程组,再利用Walsh函数变换对其进行求解,从而同时解决了拓展调制比、在线计算、实时控制的难题。以7电平为例,给出了各个波段下的Walsh函数分段线性方程组及开关角度轨迹,同时还考虑了调制比切换处多组解的情况。算例结果验证了该方法的可行性。

基于Walsh-Hadamard变换的单像素遥感成像

本文提出了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案,并从理论分析、模拟仿真和实验验证三方面分别验证了该方案的可行性.实验上实现了350—900 nm波段对距离500 m和5000 m自然目标的128×128像素成像,成像速度0.5帧/秒.研究并讨论了单像素相机方案与计算量子成像方案的差异与共性,在此基础上分析了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案的优势与局限性.研究表明本方案同时适用于单像素相机和计算量子成像.由于单像素成像适用于应用在如红外热成像、微波成像等波段,因此在阵列探测器灵敏度或工艺达不到要求时存在优势.本文所提出的方案使得单像素成像技术向实际应用迈进了一步.

Walsh变换对鱼类特征识别的研究

鱼种的快速识别是渔业资源评估乃至海洋生态系统监测重要组成部分。声学方法是主流识别方法中的重要组成部分,目前常用的声学识别方法主要基于鱼类的回波信号。传统的回波包络或能量特征很难全面的表述鱼体回波信号信息,因此鱼类识别效果一般。本文提出一种基于Walsh变换的鱼类回波识别方法。试验获取鲫鱼、嘎鱼、武昌鱼的回波信号,处理过程中分别提取三种鱼类回波包络信号的Walsh谱作为识别特征量,并利用BP神经网络分类器对其进行了分类。结果表明利用回波的Walsh谱可以成功识别不同形状的鱼类,其中对武昌鱼的识别正确率达90%以上。

Walsh矩阵的复制生成及其计算机图像

Walsh函数在信号处理、图像处理、通信等众多领域有着广泛的应用.Walsh函数系是一个正交而完备的函数系,可以通过多种方法生成这一函数系.其中,Swick提出的复制方法应用最为广泛,该方法以Walsh函数的序码作为复制信息,可以复制出任意给定序数的Walsh函数.其本质是基于向量的处理,不适于类似快速变换等二维信号的处理.Walsh函数系可用Walsh方阵Wk表示.提出了基于Wk的行复制和块复制方法.基于对称性引入复制算子,并发现了一种新序(类Walsh序).利用Kronecker积推导了6种序的Walsh方阵的递推公式并绘制了它们的计算机图像,发现这些图像具有分形意义上的自相似结构.结果表明,基于矩阵的复制是比基于序码的复制更先进的复制方法.前者性能更优,适于快速变换的设计.而且,利用它发现了Walsh函数系的第4种对称的序:类Walsh序.通过分析和比较各种序的计算机图像,得出类Walsh序更适合作为Walsh序的逆反形式的猜想.

Walsh变换特征用于回声信号的识别

随着水下目标降噪技术的进展,利用回声信号来探测和识别水下目标的越来越重要,水下目标识别是水声领域中存在的难题之一.以大量的水下目标回声信号资料为依托,借助Walsh变换的分析法,研究了脉冲声的回声识别问题,给出了回声信号的时频特性及其相应的特征向量,提取了43维的Walsh谱特征.结合ART神经网络,对一定范围对真假两类目标进行分类,可取得80%以上的正确识别率.该方法具有较好的实用性,是一条解决实际回声信号识别的有效途径.

Walsh变换对冲击信号序列特征提取的研究

提出使用Walsh变换和小波包相结合的方法 ,对滚动轴承故障产生的冲击信号序列提取故障特征 ,并给出了计算的有效算法 .对滚动轴承故障特征分析和计算表明 ,用改进小波包分解、重构公式能有效地剔除冲击信号序列中高频共振信号和噪声 ,使用快速Walsh变换 (FWT)求取其功率谱 ,优于Fourier变换 ,可很好地提取故障特征 ,仿真和实际数据计算的结果 。