基于期望偏差和广义似然比检验的非重构宽带压缩盲感知

为了克服传统宽带频谱感知方法存在的不足,提出了一种基于期望偏差（ExD）和广义似然比检验（GLRT）的合作式非重构宽带压缩盲感知方法,简称ExD-GLRT方法。该方法直接利用压缩采样观测数据的数字特征构建检测统计量,基于ExD进行本地混合判决;认知基站将本地判决信息分为软判决和硬判决两类,采用基于非重构的GLRT方法对软判决信息进行可靠性融合检测,并给出最终判决结果。理论分析和仿真结果表明,该方法是一种盲感知方法,既不需要主用户信号先验知识,也不需要噪声方差信息,可有效提高频谱感知能力,且计算复杂度较低。     

基于压缩感知的辐射源信号数据级融合识别方法

针对协同侦察数据级融合识别中通信量大的问题,利用压缩感知可用少量测量值表征完整信号的特点,提出了一种基于压缩感知的数据级融合识别方法。接收终端采用确定测量阵对侦察信号的Gabor时频特征进行压缩测量,通过传输少量的压缩测量值以减轻通信压力,融合中心根据多源测量数据间的相关特性,采取相关性融合规则直接对多源压缩测量数据进行融合,最后再计算融合压缩测量值在不同类信号字典下的重构误差,最小重构误差对应的信号类别即识别结果。分别对融合识别方法识别性能和相关性融合规则融合效果进行仿真分析,实验结果表明：所提方法在保证识别率的同时大幅减小了数据通信代价,在低信噪比时识别性能突出、抗噪声干扰性能好;相比于其他融合规则,基于测量向量相关性的融合规则可保留更为全面的信息。     

复解析小波变换的圆阵波达方向估计方法

针对多重信号分类的圆阵高分辨波达方向估计方法不稳定问题,提出了复解析小波变换的圆阵波达方向估计方法。该方法通过复解析小波变换将圆阵拾取数据转换为一定频带复解析数据,在时域对复解析数据进行时延补偿,并采用多采样点累积处理方式对时延补偿后复解析数据构造协方差矩阵,对协方差矩阵进行特征分解,并对分解所得各子空间特征向量进行累积求和,获得各子空间获空间谱,对各子空间合成空间谱进行极大值判决处理,提高目标子空间空间谱在最终合成空间谱中的比重。数值仿真及实测数据处理结果均表明,相比频域多重信号分类方法,通过时域多点累积处理和极大值判决处理,最低信噪比的宽容性得到了5 dB以上的改善。     

定向测量与加权算法的信息隐藏技术

针对压缩感知(compressed sensing,CS)技术中的观测值存在一定的冗余、可以进行秘密信息写入的问题,为提高隐藏算法的不可感知性与运算速度,提出一种定向测量算法,即只对载体图像的重要部分进行稀疏、测量,同时在隐藏时利用加权的思想对隐藏位置进行选择,并给出信息隐藏与提取的方法.仿真结果表明:该方法在不可感知性与计算时间损耗上均优于传统算法,且具有一定的鲁棒性和抗提取性.     

垂直矢量阵声图被动定位技术研究

在近场条件下,应用垂直矢量阵声图被动定位技术,能有效地抑制海洋多途影响,测定目标距离。由于垂直声压阵的自身指向性问题,无法测定目标方位,故讨论了垂直矢量阵的声图被动定位方法,利用矢量阵的指向性优势来获得声图测量的精确被动定位结果。仿真对比分析了水平阵与垂直矢量阵在多途条件的声图测量效果,此外,给出了单双目标2种情况下的垂直阵声图测量结果。研究发现:垂直阵声图测量由于物理优势比水平阵具有更好的抗多途性能,采用矢量阵可以克服声压阵的指向性缺陷测定目标方位,因而在多途海洋环境中利用垂直矢量阵进行近场目标被动定位具有可行性。     

基于压缩感知算法的图像压缩保密方法

针对目前加密方法经压缩后对图像进行加密处理,存在处理效率低、安全性低、算法复杂度高等缺点,提出基于压缩感知算法的图像压缩保密方法。该方法首先对图像进行分块,并分析了分块后的像素置乱加密效果,其次构造了压缩感知观测过程的加密模型,并论证了该模型具有计算保密性,最后通过图像分块的保密性分析和观测矩阵的保密性分析,证实压缩感知算法在压缩时也具有良好加密效果。实验结果表明,该方法鲁棒性强,易于实现,具有一定的工程应用价值。     

基于同态滤波技术的水下目标运动参数估计

针对测量平台空间有限条件下的近场目标运动分析问题,提出了一种基于浅海射线声学多途结构的单水听器水下目标运动分析(TMA)方法。通过构建匀速直线运动目标的三维多途时延模型,推导了以运动参数为变量的直达声和海面一次反射声时延差的非线性函数表达式;根据典型水声信道特征,推导了信道的倒谱表达式,进而利用同态滤波技术解卷积能力估计直达声和海面一次反射声时延差;结合Levenberg-Marquardt方法求解非线性方程的最优解;最后提出二次逼近校正方法,降低了实际水文条件对参数估计的影响。仿真结果证明了方法的正确性,参数估计精度满足实际应用需求。     

对称特性离散时间系统的信号精确时延方法

数字信号的精确时延在信号处理领域有着广泛的应用.从无失真线性传输系统的角度,提出了基于具有对称特性的单位冲击响应的线性移不变系统实现精确时延的方法--SSPD(Symmetric System Precise Delay).对于给定的输入序列,选择单位冲击响应为时域有限或频率响应为频域有限的系统,可以实现信号的精确时延.通过时延误差、系统的频率响应并引入总体平均误差参数对其性能进行了分析.实验结果表明,这方法具有时延精度高,实现方便等优点.     

测速雷达A、B通道一致性分析方法研究及应用

针对新设备高精度测速雷达在某次任务中A、B通道测量数据一致性比对出现异常，需要问题归零，为此对两通道测元的残差序列在时域分析的基础上，拓宽到频域分析。对频域分析方法作了详细的介绍，讨论了该方法在外测数据事后处理分析中的应用，并结合任务中的异常进行了实例分析。     

信号重构中测量矩阵性能的判据

针对压缩感知中测量矩阵性能判据混乱的问题,提出基于不同类型重构算法的测量矩阵性能判据。该判据比传统方法的可操作性更好,在矩阵的其他性质都近乎一致的条件下实现了对具有不同列不相关性矩阵的严格对比实验。实验结果表明,对于OMP(orthogonal matching pursuit)算法,测量矩阵的列不相关性可作为测量矩阵性能判据,但当列不相关性达到一定程度(即μcmax0.25)后对测量矩阵性能再无影响。对于BP(Basis Pursuit)算法,具有相同解空间的测量矩阵性能与列不相关性无关;测量矩阵的列不相关性不是判断测量矩阵性能的主要判据。一个矩阵能达到的理论上限就是等规模的哈达玛矩阵的重构能力。     

空间填充曲线耦合时延映射格子多图像加密算法

为了解决当前图像加密算法无法对多个图像（≥3）完成同步扩散的不足,基于叠加融合思想,将多幅图像以矩阵形式融合成信息叠加矩阵,设计了空间填充曲线耦合时延映射格子的多图像同步加密算法。利用DCT（ Discrete Cosine Transform）技术将所有初始图像转换为系数矩阵,同时,为了提高算法的自适应性与鲁棒性,引入锯齿空间填充曲线,对这些明文矩阵完成扫描,生成多个1D置乱数组;构造矩阵叠加模型,将这些1D数组迭代成复杂组合矩阵;再利用IDCT（ Inverse Discrete Cosine Transform）变换,获取组合置乱密文;并将置乱密文演变成像素数组,基于耦合映射格子,生成密钥流,再嵌入时间变化延迟,设计了像素扩散模型,完成加密。实验数据表明：该算法能够完成多图像（≥3）同步加密,具备较强的防攻击能力;与其他图像加密机制相比,运用该算法得到的初始明文与解密图像之间的相似度更高。     

多途条件下近场声源三维被动定位

为了解决近场被动目标的三维定位问题,在多途条件下提出了一种水平阵定位方法。任意选择扫描深度获得二维声图测量结果,进而在二维扫描平面搜索谱峰,得到目标信源与海面镜像虚源的聚焦点位置;利用它们的几何关系对测量结果进行修正,得到目标的三维坐标。仿真结果表明：不同的扫描深度对定位精度的影响较小;随着目标远离阵列,定位误差逐渐增大;在靠近阵列的区域里,多途聚焦点与直达声聚焦点混叠,方法失效。因此,该方法可以在多途条件下对一定范围内的近场被动目标实现三维定位。     

球谐域传播算子快速声定向算法

为了在低信噪比情况下宽带声源可以获得较好的波达方向（DOA)估计并且降低运算量,将正交传播算子算法推广应用于球谐域。在建立球阵列声场模型基础上,提出两种基于球谐传播算子定向算法,即使用球傅里叶变换成分获得传播算子的算法和使用球傅里叶变换成分的交叉谱矩阵获得传播算子的算法。分析了不同半径的球阵列频率适应范围,解决了宽带声源频率适应性问题;比较分析了上述两种算法和球谐域多重信号分类算法在不同信噪比下的DOA估计性能,进行声源定向实验并测试3种算法的DOA估计用时。实验结果表明,两种算法均具有运算量小、花费时间少且定向准确的特点。     

一种基于多元探测器阵列的分块图像压缩传感算法

针对压缩传感理论应用于单元探测成像时图像重构时间随图像尺寸增大而迅速增大的问题,提出了一种利用数字微镜和多元探测器进行编码测量,利用最小全变分法进行图像重构的分块图像压缩传感算法,并对重构分块图像进行灰度拉伸,提高了图像的峰值信噪比和结构相似度。仿真实验结果表明：算法具有计算时间短、重构图像质量高的特点,对于16图像分块,至少可缩短40％重构时间;通过分块图像灰度拉伸,重构图像的峰值信噪比和平均结构相似度较不拉伸时分别提高70%和11%. 文中算法为高分辨压缩成像的应用研究提供了一种有效的技术参考。针对压缩传感理论应用于单元探测成像时图像重构时间随图像尺寸增大而迅速增大的问题,提出了一种利用数字微镜和多元探测器进行编码测量,利用最小全变分法进行图像重构的分块图像压缩传感算法,并对重构分块图像进行灰度拉伸,提高了图像的峰值信噪比和结构相似度。仿真实验结果表明：算法具有计算时间短、重构图像质量高的特点,对于16图像分块,至少可缩短40％重构时间;通过分块图像灰度拉伸,重构图像的峰值信噪比和平均结构相似度较不拉伸时分别提高70%和11%. 文中算法为高分辨压缩成像的应用研究提供了一种有效的技术参考。     

四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真

本文分析了基于四元被动声敏感方阵的定位模型,给出了四元方阵定位模型的一般公式,比较了平面方阵,对称立体方阵和非对称立体方阵等几种典型四元方阵的定位性能,并讨论了最优定位模型,最后给出了仿真结果。     

自适应时延估计算法在被动声定位系统中的应用

在被动声定位系统中，定向精度受到时延估计精度、阵列间距大小和声波传播速度变化等的影响，特别是对时延估计精度的要求较高。分析了传统时延估计算法在时延估计上的局限性，采用自适应参量模型算法实现了低采样频率下的高精度时延估计。完成了算法仿真，编制了DSP处理程序，通过消声室缩比实验验证，表明估计精度和运算时间可满足实际使用的要求。     

基于冗余字典的多特征压缩感知目标跟踪算法

针对多特征压缩感知算法中,要求信号稀疏表示的基是一个正交矩阵的问题,提出了提取红外与可见光的多特征目标构造冗余字典子空间下的稀疏表示,分析了压缩感知算法中感知矩阵的选择和稀疏信号的重构。根据对信号稀疏表示的重构,提出粒子滤波框架下基于冗余字典的多特征压缩感知跟踪方法,能够自动检测复杂场景中出现的动态目标。实验结果表明,与其他经典算法相比,该算法在光照变化、相似外形的干扰目标遮挡等复杂场景中具有更好的鲁棒性及实时性。     

一种新的可应用于声目标识别的倒谱系数

提出一种新的倒谱系数，与目前广泛采用的美尔倒谱系数( MFCC)相比有以下改进：1）基于听觉外周模型改进了美尔频率倒谱系数( MFCC)的三角滤波器；2）用与频率相关的指数压缩代替固定的对数压缩；3）分析了频率的临界带变换在语音识别中所起的作用，从声目标识别的角度提出在临界带变换中引入与信号相关的自适应机制。通过4组声目标识别仿真对比试验，表明了新的倒谱系数比MFCC在抗噪声能力方面有明显提升。     

基于时域高频法的宽带近场回波仿真算法

针对宽带引信弹目交会多普勒回波的快速仿真需求,提出了一种基于时域高频法的宽带近场回波快速仿真算法和仿真流程。该算法将时域物理光学(TDPO)近场积分方程和时域面积分方程相结合,利用远场近似,推导得到导体目标的时域物理光学近场散射闭合表达式,避免了计算复杂的面积分,提高了仿真速度。同时,提出了基于时域高频法的宽带近场动态多普勒回波仿真流程,经一次计算便能够得到宽带的时域回波。仿真结果表明,采用该仿真算法和仿真流程可实现宽带引信动态交会多普勒回波的快速仿真,且通过与多普勒频率理论值的对比,验证了所提仿真算法和仿真流程的正确性。     

无线传感器网络中四元无线声阵列节点选择及目标定位算法

低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。