基于EEMD和低相干K-SVD的齿轮故障诊断方法研究

针对传统K-SVD算法在训练字典过程中,容易受到噪声干扰以及字典原子间相干性较大不足以表示信号内部结构的问题,文章提出了基于集合经验模态分解(EEMD)和低相干K-SVD相结合进行齿轮故障特征提取的方法。该方法利用EEMD对原始信号进行分解,通过峭度准则选取最优模态分量作为训练样本,以降低噪声的干扰;采用低相干K-SVD算法对训练样本进行学习,构造出低相干字典;最后,采用正交匹配追踪(OMP)算法求解稀疏系数,重构得到稀疏信号;通过仿真及实验数据进行验证,结果表明,EEMD和低相干K-SVD相结合的方法可以准确构建出匹配信号特征成分的字典,提高了信号重构性能。

一种低温漂的小型化接收前端调试方法研究

针对非相参雷达输出频率变化范围很大造成系统不能稳定工作这一难题,介绍了一种低温漂的小型化毫米波接收前端的调试方法。对VCO调控电路进行了理论分析,采用“先调调谐斜率、再调温度系数、最后调中心频率”的“三步”调试法,完美解决了定型项目中调试难度大、生产性差、故障返修率高等问题。

Single-shot incoherent optical processing of microwave signals： opening the path to low cost high performance analog photonics

Incoherent optical processing of microwave signals,where low-coherence broadband light sources are employed instead of costly mode locked lasers,has attracted great interest thanks to its wide applications in microwave photonics filtering[1–3],arbitrary generation[4–6]and analog to digital conversion[7]。

矩阵填充及其在信号处理中的应用

本文首先阐述了矩阵填充的应用背景,给出了矩阵填充的数学模型,详细分析了矩阵填充中的低秩特性和非相干特性,重点介绍了矩阵填充三种典型的重构算法:SVT(Singular Value Thresholding)算法、ADMiRA(Atomic Decomposition for Minimum Rank Approximation)算法和SVP(Singular Value Projection)算法,文中的仿真实验对这三种算法的重构性能进行了比较;文章随后分析了矩阵填充和压缩感知的联系;最后介绍了矩阵填充在协同过滤、系统识别、传感器网络、图像处理、稀疏信道估计、频谱感知以及多媒体编码和通信等方面的的应用。

一种GPS信号的快速捕获方法

提出了一种全球定位系统(GPS)信号捕获原理,详细介绍了基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)结合非相干累积的GPS信号捕获方法。描述了基于可编程门阵列器件(FPGA)的通过数字正交下变频、本地载波产生、部分匹配滤波、FFT分析、非相干累积和信噪比估计的具体实现过程。以实际GPS信号为例进行仿真,结果表明此方法可以满足高动态低信噪比环境下GPS信号快速捕获需求。

低分辨率非相参雷达海杂波仿真

为定量验证岸基对海警戒雷达检测录取性能,提出了低分辨率非相参雷达的海杂波仿真方法。该方法通过分析海杂波与目标的统计特性,基于零记忆非线性变换法给出了符合瑞利分布、相关性可控且具有强杂波调制的海杂波生成法,并给出了信噪比可调、符合斯威林起伏与形态调制和可按规划路径机动的目标生成法。试验结果表明,该方法能较好仿真此类雷达海杂波,可用于检测雷达录取性能与模拟器设计。

基于结构化观测矩阵的低复杂度视频编码

低复杂度视频编码越来越受到人们的关注。压缩感知理论具有同时采样和压缩信号的特点,可用于低复杂度视频编码设计。针对基于随机观测矩阵的传统压缩感知(Compressive sensing,CS)理论很难实际应用这一问题,提出采用结构化观测矩阵的CS算法对视频编解码。探讨了结构化观测矩阵的特点和构造方法,分析了不同类型结构化观测矩阵实现信号精确重构的理论,设计了基于结构化观测矩阵的CS视频编解码算法。实验证明了所提算法的有效性,同时由于结构化观测矩阵高效、易于硬件实现,因此该算法在低复杂度视频场合具有良好的应用前景。

强光对超二代像增强器图像的干扰研究

通过开展非相干强光对高性能超二代微光像增强器的饱和干扰实验,得到了非相干强光对高性能超二代微光像增强器的干扰现象,对其干扰图像、干扰过程和干扰后恢复情况进行了分析,研究了强光辐射对微光像增强器电子增益的影响,分析了干扰光辐射照度与干扰形成光斑尺寸之间的关系。

波导中多极子声源低频声场特性衰减规律

为了准确地对水下实际声源的指向性进行建模,本文建立了Pekeris波导中指向性声源声场势函数的积分表达式。通过研究声场的不同阶次多极子叠加的形式,给出了波导中不同区域声场近似解的适用条件并仿真了多极子的声传播特性。研究结果表明:在近、中、远不同距离上,可以采用相应区域的近似表达式来描述声场势函数非相干分量的衰减特性;在中远距离上,根据传播规律,可以将低频多极子分为2类:第1类包括:垂直偶极子与具有一个水平轴和一个垂直轴的四极子;第2类包括:单极子、水平偶极子、具有2个水平轴的四极子和具有2个垂直轴的四极子声场;在近场,单极子与水平偶极子传播规律相同,在水平方向上,垂直偶极子比单极子衰减速度快。多极子指向性对声场的影响主要体现在近距离上。

遮挡表情变化下的联合辅助字典学习与低秩分解人脸识别

目的从真实环境中采集到的人脸图片通常伴随遮挡、光照和表情变化等因素,对识别结果产生干扰。在许多特殊环境下,训练样本的采集数量也无法得到保证,容易产生训练样本远小于测试样本的不利条件。基于以上情况,如何排除复杂的环境变化和较少的训练样本等多重因素对识别效果的影响逐渐成为了人脸识别方向需要攻克的难题。方法以低秩矩阵分解为基础,分别使用非凸秩近似范数和核范数进行两次低秩矩阵分解,以达到去除遮挡干扰的目的。首先通过非凸稳健主成分分析分解得到去除了光照、遮挡等变化的低秩字典。为消除不同人脸类的五官等共通部分的影响,加快算法收敛效率,将得到的低秩字典用作初始化,进行基于核范数的第二次秩近似分解,以获得去除了类间不相关判别性的低秩字典用于分类。最后针对训练样本较少和遮挡样本占比过大等问题,选用同一数据库中不用做训练和测试的辅助数据作为辅助字典模拟可能出现的遮挡、光照等影响,通过最小化稀疏表示重构误差进行分类识别。结果选用AR库和CK+库分别进行实验。在AR库的实验中,通过调整训练图片中遮挡、光照和表情变化的样本比例来检测算法性能。其中,在遮挡图片占比分别为1/7和3/7的训练集中,无遮挡图片由无干扰和光照表情干扰图片联合组成。在遮挡图片占比为2/7的训练集中,无遮挡图片全由光照表情变化图片组成。实验结果表明,在多种实验情况下均获得较高识别率。其中根据不同遮挡比例,分别获得97.75%、92%、95.25%和97.75%、90%、95.25%等识别率。与同类算法对比提高3%5%。选用的外部数据从10类人脸至40类依次增加,获得的识别结果为96.75%98%,与同类算法相比提高了2%3%。在CK+表情库中,选用同伦算法配合分类求解,获得的识别结果为95.25%。结论本文提出了一种在克服复杂环境变化和训练样本不足两个方面具有高效性和鲁棒性的人脸识别算法,实验结果表明,本文算法在不同数据库中都具有高效性,未来的研究方向包括将算法应用于联立人脸和表情识别,模拟更为复杂的噪声状况,以期达到更为优异的结果。

基于非凸低秩分解判别的叠加线性稀疏人脸识别

目的针对因采集的人脸图像样本受到污染而严重干扰人脸识别及训练样本较少(小样本)时会由于错误的稀疏系数导致性能急剧下降从而影响人脸识别的问题,提出了一种基于判别性非凸低秩矩阵分解的叠加线性稀疏表示算法。方法首先由γ范数取代传统核范数,克服了传统低秩矩阵分解方法求解核范数时因矩阵奇异值倍数缩放导致的识别误差问题;然后引入结构不相干判别项,以增加不同类低秩字典间的非相干性,达到抑制类内变化和去除类间相关性的目的;最后利用叠加线性稀疏表示方法完成分类。结果所提算法在AR人脸库中的识别率达到了98. 67±0. 57%,高于SRC(sparse representation-based classification)、ESRC(extended SRC)、RPCA(robust principal component analysis)+SRC、LRSI (low rank matrix decomposition with structural incoherence)、SLRC (superposed linear representation based classification)-l1等算法;同时,遮挡实验表明,算法对遮挡图像具有更好的鲁棒性,在不同遮挡比例下,相比其他算法均有更高的识别率。在CMU PIE人脸库中,对无遮挡图像添加0、10%、20%、30%、40%的椒盐噪声,算法识别率分别达到90. 1%、85. 5%、77. 8%、65. 3%和46. 1%,均高于其他算法。结论不同人脸库、不同比例遮挡和噪声的实验结果表明,所提算法针对人脸遮挡、表情和光照等噪声因素依然保持较高的识别率,鲁棒性更好。

不粘结低灰煤用于捣固炼焦生产的探讨

为了扩大炼焦用煤资源和降低生产成本,采用不粘结低灰煤进行配煤炼焦试验并应用于实际生产,焦炭的指标稳定,降低了购煤成本。