Efficient circle detection by midpoint circle validation

Circular objects detection in digital images, a vital and recurring problem in image processing and computer vision, has many applications especially aiding vectorization of line drawing images, pupil and iris detection, circular traffic sign detection, and so on. In this paper, we lever Midpoint Circle Algorithm to speed up circle validation with sub-pixel precision. At the same time, we combine the least square method to improve the accuracy of circle detection. Experimental results from tests on synthetic and natural images validate that the proposed technique is efficiency regarding accuracy, speed and robustness.

消除负频率影响的低频间谐波快速检测方法

对电网采样信号进行离散频谱分析时存在负频率分量,负频率对低频间谐波分量具有干扰作用;当间谐波频率邻近基波、谐波或直流分量时,其频谱会泄漏到附近的基波、谐波或直流谱线上,此时会产生主瓣干涉而无法准确检测间谐波。建立了包含负频率在内的间谐波数学模型,通过组建和求解不同位置的谱线方程组,消除了负频率的影响,得到低频间谐波参数的显式求解公式,实现了在IEC标准同步采样要求下对低频间谐波的快速检测。特别是当间谐波与附近的基波、谐波或直流分量间隔小于1个频率分辨率时,该方法仍能在有限的采样数据长度下快速精确地检测出间谐波。仿真结果表明,该方法不受直流偏移和谐波分量的影响,同时具有较好的检测速度和抗噪性能。

MathScript在谐波/间谐波检测系统中的应用

MathScript是LabVIEW8.20的新增功能节点,利用MathScript节点可以方便地实现MATLAB文本化语言编程与LabVIEW图形化语言编程的成功结合。为此,构建了一个谐波/间谐波检测系统,硬件平台主要包括NIUSB-6251数据采集卡和KS833信号源,检测算法采用加矩形窗的傅里叶算法;指出利用MathScript节点,可以在LabVIEW中调用MATLAB脚本实现更精确的检测,提高编程效率,简化软件设计。结合实验结果,分析了该检测系统的性能。

几种FFT加窗三次样条插值的间谐波检测方法的比较

在非整周期采样的情况下,快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)存在较大的误差。文章通过在Matlab中对构造的信号模型进行仿真,比较了几种基于三次样条插值的加窗FFT算法的间谐波检测精度,并以Blackman-Harris窗三次样条插值FFT算法为例,对其进行了公式推导,得到了该算法信号频率、幅值和相位的计算公式。仿真结果表明,文中的几种基于三次样条插值的加窗FFT算法的间谐波检测精度较高,频率平均误差可达到0.02%以内,幅值平均误差可达到0.3%以内,有效地减小了非整周期采样对FFT的影响。

基于互高阶谱Pisarenko方法的间谐波计算

电力系统间谐波的问题日益突出,准确地将间谐波的幅值、频率检测出来,是电力系统急待解决的问题。本文应用互高阶谱的Pisarenko方法可以在混合噪声背景下准确地将间谐波的幅值、频率计算出来。在互高阶累积量Yule-Walker基础上,首先将信号的特征空间分解为信号子空间与噪声子空间,再构建特征多项式,计算出各次谐波分量的幅值与频率。仿真和试验结果表明,该方法在低信噪比和短数据下,频率的测量精度优于0.03%,幅值的测量精度优于5%,谱估计的分辨率高,稳定性好。

间谐波发生及检测分析一体化平台的研制与应用

研制了一套间谐波发生及检测分析一体化平台。该平台由2部分组成:一是AC-DC-AC变流装置,一是间谐波检测装置。详细介绍了变流装置的主电路结构和控制器软、硬件设计以及间谐波检测装置的研制过程。在一体化平台上进行了大量的实验,一方面验证了所建立的间谐波分析模型的正确性;另一方面,在实验中发现,由于实际电力电子装置存在死区效应,变流装置运行过程中会产生非主频间谐波,已有间谐波分析模型要应用于电力系统,必须在考虑死区效应等非理想因素的情况下进行修正。

基于间谐波泄漏估算的谐波间谐波分离检测法

某次谐波附近存在间谐波时,信号会发生闪变。本文以IEC61000?4?7推荐的测量环境为前提,提出了一种频谱分离法用于检测谐波及引起闪变的主导间谐波。首先研究了同步采样下谐波、间谐波之间的频谱干扰特性;根据间谐波离散频谱泄漏的特点,利用谐波频点左右谱线,通过变量重组,估算其在谐波频点上的泄漏值;用泄漏值修正原始频谱得到准确的谐波参数;原始信号减去重采样后的拟谐波信号得拟间谐波信号,通过时域补零或CZT求得间谐波参数。仿真算例和实测分析表明,该方法能够有效地分离信号中的谐波和间谐波成分、抑制它们之间的频谱干扰;当某一间谐波与谐波频率差小于5Hz时,仍能较为准确地提取出其中的间谐波参数。

基于最小二乘法的电力系统谐波与间谐波检测方法

为能够对电力系统中谐波与间谐波信号进行精确的检测,提出一种基于最小二乘法的谐波与间谐波检测方法。首先从数学理论和工程应用论证该方法在谐波与间谐波检测中的可行性。该方法用最小二乘法对被测信号进行函数拟合,通过拟合函数的系数实现谐波与间谐波的检测。通过对实际应用中典型信号的Matlab仿真表明,该方法能够准确检测谐波与间谐波分量的频率、幅值和相位角,且计算量较小。通过对标准IEC 61000-4-7中两种典型情况的分析表明,该方法能够为需要精确测量谐波与间谐波分量的场合以及未来IEC 61000-4-7的修订提供一种可选择的方法。

间谐波检测中长范围频谱泄漏抑制方法研究

针对间谐波检测中的长范围频谱泄漏问题,提出准确估计和滤出谐波分量的方法减少频谱泄漏的影响,基于时域平均算法设计了梳状滤波器滤除谐波分量,滤波器设计中对TDA中单周期信号平均估计算法进行改进,避免原方法必须同步采样的限制,并结合频率波动-M曲线确定平均次数,设计性能良好的梳状滤波器,实现间谐波的准确检测。算例分析结果表明:数据间谐波检测频率平均误差为1.55%,幅度平均误差为3.1%,谐波分量的长范围频谱泄漏均低于-34d B。说明本研究方法可有效抑制间谐波检测中长范围频谱泄漏的影响,为间谐波的准确检测提供了参考方法。

基于独立成分分析的谐波检测

谐波对电力系统及电气设备有很大危害。谐波检测是抑制谐波的重要环节,由观测信号分离所含的未知谐波信号是谐波检测的目的。作者基于独立成分分析算法的有关理论,将该算法应用到谐波检测中。该方法只需一个周期的待测信号,通过构造适当的混合信号,便可使用独立成分分析算法进行运算。利用MATLAB仿真含有谐波的信号,应用该方法进行检测,结果表明,该方法不但可检测谐波次数、幅值和初相角,还可检测间谐波,且检测精度较高。

IEC标准框架下谐波和间谐波检测的最优化方法

首先根据Parseval能量积分公式,推导了离散信号经离散傅里叶变换(DFT)后时频域能量的表达公式,并且分析指出,将Hanning窗函数应用于国际电工委员会(IEC)标准框架下的集合概念,其前提条件是保证加窗前的时域能量与加窗(并DFT)后的频域能量相等,同时提出引入"能量损失修正系数"来达到该条件。而后,利用能量损失修正系数,得出了加Hanning窗时集合概念的表达公式,该公式与IEC标准框架下的集合概念完全兼容。接着,对IEC推荐的谐波和间谐波检测方法进行了扩展,扩展方法将谐波和间谐波的检测细化为4种测量环境和5个衡量指标。最后,详细分析了每种测量环境下影响测量精度的因素,并且多方位比较与该测量环境相对应的5个衡量指标的综合性能,从5个指标中选出性能最优的一个作为该测量环境下的最优衡量指标。在实际测量时,根据具体的测量环境,选择对应的最优衡量指标,可以得到最精确的测量结果。

能效测评系统中的变采样速率方法

能效测评系统间谐波的实时检测的重要性日益突出。在进行间谐波分析时,常用的方法是FFT和DFT计算,但都要满足采样点数为2的N次方,而采样频率经常不是基波频率(50 Hz)的倍数。针对这一采样处理难点,在相应检测的硬件电路结构框图基础上,提出了变采样速率和重构的方法,详细阐述了变速率采样算法和用神经网络进行最大熵信号重构的理论依据,通过Matlab仿真和样机实验,验证了该方法的可行性和正确性,而且该采样方法具有计算量不大、易于由DSP实现的优点,可以应用在间谐波检测领域,具有一定的现实意义。

精确提取闪变波动分量的新方法

调幅波和间谐波都会引起电压的幅值波动,检测闪变时必须考虑高次谐波的影响和间谐波带来的波动,而常用的闪变检测方法无法直接对包络线分析得到闪变参数。文中提出了一种基于极值点插值的电压闪变信号包络线检测方法,通过寻找极值点、极值点筛选和三次样条插值得到电压波动信号的包络线,使得提取的包络线只包含闪变分量,不受高次谐波的影响,能同时反映调幅波和间谐波所引起的波动,对提取的包络线进行高精度FFT可以直接得到精确的闪变参数。

准连续激光调制吸收光谱的解调方法研究

针对准连续激光调制吸收光谱谐波信号的解调,设计了一种专用的准连续软件锁相放大器,对采集的数据做有效性判断、无效数据滤除、数字相敏检测、数字滤波等处理,实现了准连续激光调制吸收光谱的谐波信号解调。构建气体检测实验系统,对准连续软件锁相放大器和商品化的高性能锁相放大器进行了对比实验,结果表明,使用准连续软件锁相放大器的Allan方差比后者小1个数量级、检测限低2倍。并能够解决小占空比时的信号失锁问题,具有小的信号波形失真。

结合多尺度边缘增强及自适应谷底检测的浮选气泡图像分割

针对浮选气泡图像噪声大、边界弱、传统谷底检测算法对不同类型气泡分割不具普遍性等问题,提出了一种结合Contourlet多尺度边缘增强及自适应谷底边界检测的气泡分割方法。该方法通过对气泡图像进行Contourlet分解,得到多尺度多方向高频子带;通过对各方向子带的高频系数进行非线性增益处理,实现边缘增强和噪声抑制。对和声搜索算法的"调音"策略和参数设定方法进行了改进,对不同类型气泡图像自适应地获取谷底边界检测算法的最优参数,提取谷底并进行形态学的边缘完善处理。最后进行了分割实验,并与其它方法做了比较。结果表明,采用该方法对不同类型气泡进行分割时,平均检测效率(DER)和准确率(ACR)分别为91.2%和90.6%,较传统分割方法有较大提高。该方法无需手工调节参数,自适应能力强,精度高。

基于混沌和声搜索的最优线性协作频谱感知算法

为了进一步提高认知无线电频谱感知的准确性和可靠性,提出一种基于混沌和声搜索(CHS)的最优线性协作频谱感知算法。该算法基于能量检测的线性加权协作频谱感知模型,利用和声搜索(HS)算法本身的优化能力和混沌映射的遍历性、随机性等特点,通过求解最优权值的方法,提高频谱感知的性能。仿真实验结果表明,CHS算法的优化性能和收敛速度均优于传统的HS算法,基于CHS的最优线性协作频谱感知算法能够找到最优的权值,从而提高了复杂通信环境下的检测概率;并且在相同的虚警概率下,所提算法性能优于基于修正偏差因子的协作频谱感知算法。

像素交叉移位变换耦合动态和谐搜索优化机制的图像加密算法

提出一种像素交叉移位变换耦合动态和谐搜索优化机制的图像加密算法.首先,引入锯齿填充曲线,对明文进行扫描,形成一维像素序列;基于明文像素位置,定义像素交叉移位变换模型,耦合均布Logistic映射输出的密钥,对明文完成高效置乱.然后,定义新的和谐更新模型,以密文信息熵值与相关性为目标函数,改进动态和谐搜索机制,构建像素扩散函数,彻底改变置乱图像的像素值.最后,引入HASH检测函数,赋予算法认证功能.结果表明:与当前混沌加密技术相比,所提算法具有更高的加密安全性和通用性.

基于迁徙差分进化算法集成的模体识别

为了克服微分进化的局部收敛问题,通过模拟游牧民族的迁徙机制,提出一种迁徙策略,将其与差分进化算法相结合,得到一种迁徙差分进化算法新范式,利用集成技术,发挥各种差分进化算法的优点,提高算法的全局搜索能力。通过生物序列模体识别实验,验证了该算法的有效性。

小电流接地系统单相接地故障的7次谐波选线新方法

对小电流接地系统的各次谐波进行分析,提出了基于零序7次谐波的单相接地故障选线新方法及其实用判据,并给出了软、硬件的具体实施要点.该方案通过了动模实验检验.

一种基于Choi-Williams分布的间谐波检测新方法

由于间谐波具有频域分布广、幅值较小、周期难以确定等特点,因此,其检测难度高。目前,大多数算法虽然在较短的采样时间内有很好的检测精度,但不能同时反映信号在时域与频域的特性。文章通过分析电力系统谐波与间谐波的模糊函数的特点,在模糊域,将改进的Choi-Williams分布的核函数进行运用。仿真实验表明,该方法具有较强的抑制交叉项的能力,在提高时频分辨率的同时,也减少了计算量,并且反映了信号随时间的变化。