基于连续傅里叶变换计算离散傅里叶变换的一种算法

介绍一种利用连续信号的傅里叶变换计算离散序列离散傅里叶变换的算法,给出了这种算法的应用实例,并对此算法的有效性进行了验证.     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法，依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置，详细分析丁光场在此单透镜系统中的传播过程，提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法，并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果，验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置,详细分析了光场在此单透镜系统中的传播过程,提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法,并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果,验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。     

分数傅里叶全息图的快速算法及数字重现

论文通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,提出了一种基于快速傅里叶变换的分数傅里叶变换的数值模拟算法,并研究了基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成及数字重现。     

傅里叶变换在指纹图像增强中的应用

提出一种基于傅里叶变换的指纹图像增强方法,通过对图像分块进行傅里叶变换,用求期望值的方法获取指纹图像的频率、方向以及能量分布,在此基础上根据指纹纹线的分布在脊线方向变化剧烈的特殊性,采用在径向滤波器滤波后增加角方向滤波器的滤波方法,对图像进行滤波增强。实验结果表明,该方法对低质量的指纹图像增强效果显著,同时其计算量较少,实现时间短,对实时指纹识别系统的应用具有重要的意义。     

改进的数字图像轮廓曲线傅里叶描述算法

研究图像轮廓曲线特征问题,图像轮廓曲线的描述是图像理解的一个核心问题,傅里叶描述算法是图像轮廓曲线描述的较优算法.由于传统的轮廓曲线傅里叶描述算法中曲线的采样过于复杂和不稳定,降低了识别的性能.为提高曲线描述的性能,提出了一种改进的图像轮廓曲线傅里叶描述算法,通过运用循环移位采样算法对曲线采样得到多组采样点,并取傅里叶变换后最小的一组规范化系数作为曲线的傅里叶描述子,避免了传统算法中复杂的采样过程,使算法更简洁稳定.通过算法仿真与实验对比,算法有更高的准确度和稳定性,能有效反映轮廓曲线特征.     

基于傅里叶变换的指纹带阻滤波方法*

提出了一种新的基于傅里叶变换的带阻滤波方式,既提高了运算速度,又满足了图像增强的要求,使得指纹图像二值化能够不丢失特征信息.     

基于离散傅里叶不变特性的人脸识别

给出了一种基于离散傅里叶不变特征的人脸识别方法，从连续傅里叶变换出发，讨论连续傅里叶变换情况下的傅里叶变换性质，给出离散傅里叶变换情况下的傅里叶变换性质。依据离散傅里叶变换性质，推导出离散傅里叶变换的不变特征，并将其用于人脸图像识别。人脸识别结果表明方法具有很好的识别能力。     

六边形区域快速傅里叶变换的CUDA-MPI算法及其实现

本文研究六边形区域上快速傅里叶变换(FFTH)的CUDA-MPI算法及其实现.首先,我们通过充分利用CUDA的层次化并行机制及其库函数,设计了FFTH的高效率的CUDA算法.对于规模为3×2048~2的双精度复数类型数据,我们设计的CUDA程序与CPU串行程序相比可以达到12倍加速比,如果不计内存和显存之间的数据传输,则加速比可达40倍;其计算效率与CUFFT所提供的二维方形区域FFT程序的效率基本一致.在此基础上,我们通过研究GPU上分布式并行数据的转置与排序算法,优化设计了FFTH的CUDA-MPI算法.在3×8192~2的数据规模、10节点×6GPU的计算环境下,我们的CUDA-MPI程序与CPU串行程序相比达到了55倍的加速;其效率比MPI并行版FFTW以及基于CUFFT本地计算和FFTW并行转置的方形区域并行FFT的效率都要高出很多.FFTH的CUDA-MPI算法研究和测试为大规模CPU+GPU异构计算机系统的可扩展新型算法的探索提供了参考.     

基于改进的离散傅里叶变换图像分割算法研究

研究图像分割特征提取优化问题。由于外界信号噪声等问题而引起图像分割分辨率低,清晰度不高,提取图像的主要特征目标是图像分割中关键的技术,针对传统的图像特征提取分割算法无法完成对图像关键特征信息适度提取,另外图像分割计算复杂,为了有效的对图像进行分割,提出了一种改进的离散傅里叶变换的图像分割算法。采用傅里叶变换算法对图像中感兴趣的区域进行分割出来后,对各个分割区域特点进行描述并组成一定的结构,从而获得最优图像分割结果。仿真结果表明,改进的算法可以有效地提取复杂图像区域中的特征信息,分割效果明显,提高了图像分割的分辨率和清晰度。     

基于分数阶Fourier变换的数字图像加密算法研究*

基于分数阶Fourier变换和混沌,提出了一种数字图像加密方法。具体算法为：先对图像进行混沌置乱,再进行X方向的离散分数阶Fourier变换;然后在分数阶Fourier域内作混沌置乱,再进行Y方向的离散分数阶Fourier变换;最后将加密图像的实部与虚部映射到RGB,形成可传输的彩色加密图像。实验结果表明,该加密算法具有很好的安全性,在信息安全领域有较好的应用前景和研究价值。     

基于量子进化算法的路由选择

网络中存在许多设计和优化问题,其中相当一部分属于NP类型。传统的解法由于计算复杂度过大而失效。为了降低计算机网络的时延和运营费用以改进网络性能,采用量子进化算法优化计算机网络中路由选择问题,深入研究了量子进化算法及其在路由选择优化问题中的应用,并对量子进化算法进行了改进,使之更适合这类问题的求解。仿真实验结果表明,同传统优化算法相比该方法对求解网络的路由选择具有很大优越性。研究结果不仅对各类网络的优化问题有一定的应用价值,而且也扩展了量子进化算法的应用范围。     

Research progress on discretization of fractional Fourier transform

As the fractional Fourier transform has attracted a considerable amount of attention in the area of optics and signal processing, the discretization of the fractional Fourier transform becomes vital for the application of the fractional Fourier transform. Since the discretization of the fractional Fourier transform cannot be obtained by directly sampling in time domain and the fractional Fourier domain, the discretization of the fractional Fourier transform has been investigated recently. A summary of discretizations of the fractional Fourier transform developed in the last nearly two decades is presented in this paper. The discretizations include sampling in the fractional Fourier domain, discrete-time fractional Fourier transform, fractional Fourier series, discrete fractional Fourier transform （including 3 main types： linear combination-type; sampling-type; and eigen decomposition-type）, and other discrete fractional signal transform. It is hoped to offer a doorstep for the readers who are interested in the fractional Fourier transform.     

基于演化算法的图像二值化算法研究*

针对传统二值化方法的搜索时间长、图像保真度差等缺陷,利用演化算法具有搜索速度快、图像保真度高、全局寻优等特点,来解决图像二值化阈值难以选取的问题。以车牌图像的二值化为例,针对图像的复杂特征设计出图像演化染色体的编码、交叉、变异等演化操作算子,进而建立求解图像二值化阈值的适应值函数。数据实验表明,与传统的算法相比,利用演化算法求解车牌图像二值化阈值时,其搜索速度快、图像保真度高,能够更有效地进行图像识别和图像处理。     

MIMO-OFDM system based on fractional Fourier transform and selecting algorithm for optimal order

In the rapidly time-varying channel environment, the performance of traditional MIMO-OFDM system is deteriorated due to the intercarrier interference. In this paper, a novel MIMO-OFDM system is proposed, in which the modulation and de- modulation of the symbols are implemented by the fractional Fourier transform instead of traditional Fourier transform. Through selecting the optimal order of the fractional Fourier transform, the modulated signals can match the time-varying channel characteristics, which results in a mitigation of the intercarrier interference. Furthermore, an algorithm is presented for selecting the optimal order of fractional Fourier transform, and the impact of system parameters on the optimal order is analyzed. Simulation results show that the proposed system can concentrate the power of desired signal effectively and improve the performance over rapidly time-varying channels with respect to the traditional MIMO-OFDM system.     

基于分数傅里叶变换的二维工程图水印算法

提出一种基于离散分数傅里叶变换（DFRFT）的二维工程图数字水印算法。该算法分块提取工程图中线段的相对坐标线构造复值信号量,将水印嵌入复值信号量的分数傅里叶变换频谱（FRT）中。实验表明,该算法对平移、旋转、缩放、部分实体删除或添加等攻击具有良好的鲁棒性,同时具有良好的安全性。     

量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法

针对传统的自然混沌系统安全性低的问题,提出了量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法。通过引入量子Logistic混沌映射,解决了Logistic映射存在的周期窗口、伪随机和非周期性不好等缺陷,还改善了计算机进行浮点数运算丢失精度的问题。同时将混沌系统和分数阶Fourier变换相结合,实现了介于空间域和频域的分数域置乱,克服了传统一些方法只在单一域变换和单纯使用某一种方案而导致参数变量少,系统结构简单,直方图不均匀等缺点。实验和仿真结果表明,该算法具有密钥空间大,计算复杂度低,敏感性强等优点,能够有效地抵御统计分析攻击。     

Recursive sliding discrete Fourier transform with oversampled data

The Discrete Fourier Transform (DFT) has played a fundamental role for signal analysis. A common application is, for example, an FFT to compute a spectral decomposition, in a block by block fashion. However, using a recursive, discrete, Fourier transform technique enables sample-by-sample updating, which, in turn, allows for the computation of a fine time–frequency resolution. An existing spectral output is updated in a sample-by-sample fashion using a combination of the Fourier time shift property and the difference between the most recent input sample and outgoing sample when using a window of finite length. To maintain sampling-to-processing synchronisation, a sampling constraint is enforced on the front–end hardware, as the processing latency per input sample will determine the maximum sampling rate. This work takes the recursive approach one step further, and enables the processing of multiple samples acquired through oversampling, to update the spectral output. This work shows that it is possible to compute a fine-grained spectral decomposition while increasing usable signal bandwidths through higher sampling rates. Results show that processing overhead increases sub-linearly, with signal bandwidth improvement factors of up to 6.7× when processing 8 samples per iteration.     

基于分数阶傅里叶变换的两步运动补偿CS算法

针对传统的基于傅里叶变换的两步运动补偿SAR成像算法在处理非平稳运动误差时效果不显著的问题,提出了基于分数阶傅里叶变换(Fr FT)的两步运动补偿CS算法,以期消除距离向运动误差的影响,从而获得高质量的SAR图像。仿真结果和基于实测SAR数据的成像结果都表明,所提算法能很好地消除距离向运动误差的影响。