GPU加速的高超声速目标双通道IMM跟踪算法

提出一种改进的双通道交互多模型(IMM)算法,使用x和y维残差的边缘分布独立表征预测误差的似然函数,使滤波模型在不同维度与目标运动中分别匹配.首先分析了残差-似然函数-模型概率更新之间的映射关系,证明算法的可行性和有效性,然后引入图形处理器(GPU)并行运算平台,设计了通道级-模型级嵌入式并行方案,提高算法的实时性.仿真表明:相比于传统基于CPU平台下的IMM算法,该算法预测误差与真实噪声似然分布契合度更高、实时性更强、跟踪误差更小.     

DVC中基于残差子带分组的自适应噪声模型估计

为提高噪声模型的估计精度,改善系统率失真性能,文中提出了一种基于残差子带分组聚类的自适应噪声模型估计方法.首先根据频率高低对残差子带进行分组,然后由组内子带残差样本生成特征矢量,进而利用改进的模糊c-均值聚类算法对当前解码子带进行聚类,最后计算出每类残差系数的噪声参数.实验结果表明,相比于相邻子带聚类-方差估计算法,文中所提算法能够更加准确地匹配残差分布特征,率失真性能平均提升0.60 d B,且解码时间平均节省40.59%.     

基于改进SAMP算法的UFMC系统信道估计研究

针对通用滤波器多载波系统输出性能较低,精度较差的缺陷,提出了一种改进贪婪算法。在贪婪算法的运行过程中对数据进行正则化处理,使得残差信号与原子集矩阵相关度较高,而系统的输出性能更好;又对贪婪算法得到的稀疏系数进行有序整理,计算了相邻系数残差,依据杂噪比来设计阈值滤除噪声,能有效降低由于噪声形成的影响。仿真实验结果表明,在通用滤波器多载波系统下,改进的贪婪算法误比特率和均方误差都随着信噪比的增大而逐渐减小,从而达到优化系统的目的。     

基于Cauchy鲁棒函数的UKF改进算法

对于大多数实际系统,其噪声统计特性未知,不敏卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法对噪声信息不准的鲁棒性较差,导致滤波精度急剧下降,甚至滤波发散。借助鲁棒数据校正的思想,提出了一种基于Cauchy鲁棒函数的UKF改进算法。以UKF的测量先验值与其实际值的残差作为基准,采用联合权函数对噪声估计值进行实时修正,从而提高了UKF算法的精度。通过两个实例的仿真,验证该算法的有效性。     

噪声模型在参数音频编码算法中的应用

针对现有噪声模型合成噪声偏大、与正弦波模型融合得不好的缺陷，提出用改进的MP(Matching Pursuit)算法来提取残差信号中多余的正弦波，利用基于能量比值的停止原则，使残差信号尽可能地接近白噪声而迭代次数又能有效地减少；改进了频带边界的能量分配方式以弥补频谱分辨率的不足．改进模型控制结构简单，所需比特数少且能提高合成声音的质量．     

一种改进的地下车库弱纹理下智能汽车即时定位与建图算法

地下车库中纯视觉的即时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)方法无法克服光线不足和弱特征纹理两大不利因素,为此,提出一种基于VINS-Mono框架下改进的视觉惯导融合算法,把原算法中提取Harris角点的方法改进为提取灰度值陡变的像素点,并使用非线性优化方法在初始化阶段进行视觉位姿估计。后端采用滑动窗口的形式建立先验估计残差、惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)残差以及基于灰度值不变原理构建的视觉残差的联合残差模型,进一步提升了系统底层变量的优化效果,从而提高算法的定位准确度。通过基于EuRoc数据集的仿真实验和地下车库实际场景的实车实验,验证了所提算法的鲁棒性和精确性。     

一种SINS/GPS紧组合导航系统的改进自适应扩展卡尔曼滤波算法

针对自适应扩展卡尔曼滤波算法中系统噪声协方差矩阵与量测噪声协方差矩阵不能同时被估计的问题,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法.该算法基于残差,主要对滤波算法中的自适应估计器进行改进,改进后可以实时估计系统噪声.基于该算法,设计了新的滤波器并应用在SINS/GPS紧组合导航系统上,可随着系统中噪声的变化而自动地调节协方差矩阵.最后,分别用扩展卡尔曼滤波和改进的自适应扩展卡尔曼滤波对SINS/GPS紧组合模型进行仿真,结果表明改进的自适应的扩展卡尔曼滤波比扩展卡尔曼滤波的定位误差与测速误差更小,滤波的稳定性更好.      

一种用于电力线通信系统的改进MIMO检测算法

目前多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术已经被电力线通信(power line communication,PLC)系统采用,但由于MIMO PLC系统噪声呈非高斯分布而且各端口噪声之间存在相关性,故不能直接采用无线系统中的MIMO检测算法。采用了二元Middleton class A分布对MIMO PLC系统中噪声进行建模,提出了基于该噪声分布的最大似然检测改进算法,由于改进最大似然检测算法实现复杂度高,为了便于实现,进一步提出了用近似函数降低复杂度的2种次优的检测算法,优化了算法复杂度。仿真结果表明,与传统的基于高斯噪声分布的最大似然检测算法相比,提出的基于二元Middleton class A类噪声分布的信号检测算法在MIMO PLC系统能获得更好的性能。在性能损失较小的情况下,次优算法的复杂度明显低于最大似然检测改进算法。     

相关噪声下的机动目标跟踪SMFEKF-IMM算法

一种基于Kalman和扩展Kalman滤波器的相互作用多模型(IMM)方法可以减小模型的不确定性,但无法消除由于噪声相关引起的状态偏差的弱点.为了提高目标状态估计的精度,把IMM和一种带多重渐消因子的扩展Kalman滤波器(SMFEKF)相结合,提出了一种具有相关噪声的混合随机模型的机动目标跟踪方法.这种方法引入了一个多重渐消因子,当输出残差发生变化时,动态调节增益和系统噪声水平,使输出残差近似正交,从而抑制了相关噪声的影响,适应目标的状态变化.理论分析和仿真实验表明了这种算法的有效性和可行性.     

自适应强跟踪容积卡尔曼滤波算法

提出了一种自适应强跟踪容积卡尔曼滤波算法(ASTSCKF),该算法在平方根容积卡尔曼滤波算法(SCKF)步骤中引入强跟踪滤波器(STF),通过渐消因子在线修正一步预测误差协方差矩阵,强迫输出残差序列正交,使得算法具有应对系统状态突变等不确定因素的能力,增强了算法的鲁棒性;结合改进渐消记忆时变噪声统计估计器,对噪声方差阵进行实时在线估计,有效解决了SCKF算法由于噪声统计不准确、未知或时变性带来的滤波发散问题,使其具有应对噪声变化的自适应能力。仿真实验结果表明：ASTSCKF算法在系统状态发生突变并且噪声变化的情况下,能够表现出良好的滤波性能,较SCKF算法有更强的鲁棒性以及噪声变化的自适应性。     

Image Denoising via Improved Simultaneous Sparse Coding with Laplacian Scale Mixture

Image denoising is a well-studied problem closely related to sparse coding. Noticing that the Laplacian distribution has a strong sparseness, we use Laplacian scale mixture to model sparse coefficients. With the observation that prior information of an image is relevant to the estimation of sparse coefficients, we introduce the prior information into maximum a posteriori (MAP) estimation of sparse coefficients by an appropriate estimate of the probability density function. Extending to structured sparsity, a nonlocal image denoising model: Improved Simultaneous Sparse Coding with Laplacian Scale Mixture (ISSC-LSM) is proposed. The centering preprocessing, which admits biased-mean of sparse coefficients and saves expensive computation, is done firstly. By alternating minimization and learning an orthogonal PCA dictionary, an efficient algorithm with closed-form solutions is proposed. When applied to noise removal, our proposed ISSC-LSM can capture structured image features, and the adoption of image prior information leads to highly competitive denoising performance. Experimental results show that the proposed method often provides higher subjective and objective qualities than other competing approaches. Our method is most suitable for processing images with abundant self-repeating patterns by effectively suppressing undesirable artifacts while maintaining the textures and edges.     

一种改进的TMN8率失真模型

在视频压缩中,码率控制是必不可少的.通常码率控制算法使用一定的率失真模型来决策量化参数从而控制码率.H.263视频编码标准使用传统的基于DCT系数一致分布假设的TMN8率失真模型,但实际上DCT系数更接近拉普拉斯分布.为此,在基于DCT系数符合拉普拉斯分布的假设下,改进了传统的TMN8模型,得到了一种新的率失真模型.实验证明,这种改进的率失真模型在码率控制的精度和编码效率上都有较好的效果.     

多维分解加噪算法在智能电网隐私保护中的优化

在智能电网的数据采集监测中,针对用户隐私泄露安全隐患问题,采取加噪为主的方式来实现隐私保护。提出一种基于多维分解的拉普拉斯噪声算法(MDLN,multidimensional laplacian noise algorithm),该算法将原始测量值分解成多维数据,并根据各维度的隐私敏感度,自适应决定需添加的拉普拉斯噪声幅度,通过有效的噪声扰动方式实现差分隐私。通过与SLN(simple laplacion noise algorithm)算法ULN(uniform laplacian noise algorithm)算法相比较,仿真表明,MDLN算法的隐私保护强度较高,且效能更高。     

基于拉普拉斯模型的双树复小波域图像降噪

分析了图像复小波变换的特点,根据复小波系数服从拉普拉斯分布的特性,采用最大后验概率估计,推导出一种复小波域的软阀值去噪方法。在实验中,分别与图像小波域、复小波域的高斯概率分布模型的去噪方法进行对比分析。结果表明,文中的去噪方法,在去除噪声的同时更好地保留图像的细节信息,且峰值信噪比有所提高,取得很好的降噪性能。     

基于小波神经网络的实际业务流预测方法

针对无线传感器网络传输过程中容易受到噪音干扰的问题,提出了一种新的业务流预测算法AWNNP(Ant colony-based Wavelet Neural Network Prediction).该算法首先利用小波变换对业务流进行分解,并将其小波系数和尺度系数作为样本数据.其次,结合蚁群算法和神经网络来训练样本数据,采用小波模型重构进行重构,以此获得业务流的预测数据.同时,通过仿真实验对比,并分析了小波神经网络预测算法和BP神经网络预测算法,实验结果表明,AWNNP算法性能较优,其误差为16.21%.     

基于实数BCH码的联合编码阈值新算法

为了解决实数BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)编码的联合信源信道编码系统中阈值选取复杂问题。考虑量化噪声和信道噪声,提出了基于实数BCH解码阈值新算法。比较原有阈值算法与新阈值算法的计算复杂度以及阈值判决性能。该方法以贝叶斯假设检验为理论依据,分别画出只有信道噪声和只有量化噪声时校验子范数平方的直方图,通过直方图选出适当的信道噪声阈值。仿真结果表明信道在不同的转移概率条件下,实数BCH码作为纠错码的阈值新算法的计算复杂度低,阈值判决性能良好。在转移概率是10-4时,采用新阈值算法的信号的峰值信噪比约提高了1 d B。     

人工蜂群粒子滤波信道估计算法研究

人工蜂群算法是用以解决复杂优化问题的新方法,具有收敛速度快、优化性能高等特点.将人工蜂群算法与粒子滤波相结合应用于信道估计可以摆脱常规方法对线性高斯条件的束缚,具有理论依据和现实意义.结合2种算法的优势提出了人工蜂群粒子滤波,采用人工蜂群算法确定粒子滤波的建议分布.仿真将Alpha稳定分布作为非高斯噪声模型,实现了粒子滤波及其改进算法的信道估计研究.结果表明人工蜂群算法与其他智能算法相比具有更快的收敛速度,改进人工蜂群粒子滤波与无迹粒子滤波相比极大地提高了信道估计精度.     

应用于超声测距的小波变换滤波算法

有效的滤波算法是提高超声测距精度的关键之一。小波变换具有时频联合分析的能力,采样点处的各级小波系数反映了其频率成分的分布情况。该文提出了一种基于小波变换的超声回波滤波算法。对原始数据进行离散二进小波变换,然后将各点的小波系数同理想回波信号的小波系数进行相关运算,利用得到的相关系数区分噪声和回波所在区段,然后对噪声的小波系数进行收缩处理,从而实现滤波。利用该算法对自制的超声测距装置采集到的回波数据进行了滤波处理。结果表明:其滤波效果要优于经典的小波阈值法,信号信噪比提高了6～9dB,数据中混有的大幅值噪声得到了有效抑制。     

基于霍夫变换的烧结矿粒度识别研究

针对烧结矿生产时无法直接得到粒度大小和分布,人工检测的准确性和即时性不高等问题,提 出了一种基于图像增强和霍夫变换的烧结矿粒度识别方法。 该方法首先使用形态学开操作、图像像素点分 割、拉普拉斯图像锐化算子等方法进行图像增强,然后应用高斯滤波和图像边缘检测算法,最后用霍夫圆检 测算法进行烧结矿粒度检测,实时处理获取的图像,并检测出烧结矿的粒度大小和分布。 该方法可以快速检 测出图像中的烧结矿,其中图像像素点分割方法是根据烧结矿和背景的像素值设置分段函数进行分割,大幅 度减少图像中的噪声,提升了烧结矿和背景的对比度以及亮度,并且检测的准确性和即时性高,克服了人工 检测的弊端,准确率可达到 98%以上。 通过实验表明:该方法对提高烧结矿的生产效率、改善资源的利用、 降低人员成本具有积极作用。