一种改进的文档图像倾斜检测算法

在分析现有倾斜检测算法基础上,提出一种改进的文档图像倾斜检测算法。该算法首先对文档图像进行图像增强、去噪和二值化处理,然后提取边界线、计算每条边界线的角度,最后计算加权平均得到文档图像的倾斜角度。通过在计算每条边界线的角度过程中引入LMS算法。改进的算法提高了原算法的精确度、稳定性和适应性。实验表明,改进的方法有效可行。     

基于FPGA的Leighton-Micali签名方案密钥生成的高速可配置实现

由于量子计算机的飞速发展,现代密码学面临着巨大的挑战。为了实现抗量子计算机攻击的加密,人们提出了许多新的加密方案,并对后量子密码学(Post-Quantum Cryptography,PQC)开展了标准化进程。Leighton-Micali签名(Leighton-Micali signature,LMS)是一种基于哈希的后量子签名方案,其私钥和公钥尺寸都较小,且安全性已被充分研究。LMS被互联网工程小组(Internet Engineering Task Force,IETF)选为PQC签名协议的标准方案,同时被美国国家标准技术局(National Institute of Standardsand Technology,NIST)选为一种PQC过渡方案。然而,密钥生成过程中的效率低下,成为了LMS实际应用中的瓶颈。在本文中,我们首次对LMS进行基于FPGA的硬件实现与加速。首先,在不损失安全性的基础上,我们将LMS中的主要哈希函数由SHA2替换为SHA3函数。其次,我们设计了一个软硬件协同系统,将核心的哈希运算用硬件进行实现,该系统在消耗较少资源的前提下,可完成LMS协议的所有过程:密钥生成、签名与验证。该系统为物联网(Internet of things,IoT)场景下资源受限的LMS应用提供了参考。接着,我们提出了一个高速的密钥生成架构来加速LMS。该架构中具有可配置性,支持LMS的所有参数集,内部的哈希模块根据使用场景进行设计与部署,且并行度经过精心设计,以使得架构同时达到低延迟和高硬件利用率。此外,设计中的控制逻辑被设计为在适应不同参数集的情况下保持一定程度的恒定功率,以抵御功率分析攻击。该架构使用Verilog实现,并在Xilinx Zynq UltraScale+MPSoC ZCU104 FPGA平台上实验。实验结果表明,与在Intel (R) Core (TM) i7-6850K 3.60GHz CPU上启用多线程的目前较优软件实现相比,本文中的设计在不同参数配置下可实现55x~2091x的加速;与最新的各平台LMS工作相比,本文中设计可实现超过17x的加速;与相近方案的FPGA工作相比,本文中设计可实现约70x的加速。     

基于多尺度小波变换的改进型自适应滤波算法

介绍自适应滤波算法、多尺度小波算法的基本原理和两种算法结合的实现过程。针对最小均方(LMS)自适应滤波算法不能同时提高收敛速度和收敛精度,提出变步长LMS自适应算法,在滤波过程中算法先用大步长跟踪,提高收敛速度,接近稳态时用小步长跟踪,提高收敛精度。为了能有更好的滤波效果,应该在算法的步长因子上有所突破。在抽样函数的基础上改进算法,并结合多尺度小波分解,使得滤波的效果更加理想。通过Matlab仿真实验,验证了改进算法具有更好的稳定性和优越性。     

LMS滤波算法在连线干涉测量中的应用研究

对航天测控信号进行滤波处理将有利于提高系统的测量性能。针对连线干涉测量（connected elements interferometer,CEI）因以载波时延为测量量,使其测量精度与载波差分相位估计性能直接相关,且该性能主要受近载频噪声影响这一问题,提出了采用最小二乘法（least mean square,LMS）算法对测控信号进行滤波处理以提高载波差分相位估计精度的思路。首先给出了基于LMS算法的相位估计方案;然后分析了其可行性和存在的问题;最后将LMS算法应用于CEI测量仿真和同步卫星观测试验中。仿真和实测数据处理表明：LMS算法可提高CEI测量性能,在同样数据处理长度下,滤波处理后载波差分时延估计精度提高了大约1.42倍;或在同样数据情况下,滤波处理可以降低数据的信噪比为6dB。     

变步长LMS算法抑制窄带干扰技术研究

为抑制窄带信号并减少其对直接序列扩频通信系统的干扰,研究了一种新的变步长LMS算法处理信号。根据步长调节原则,结合双曲正割函数来调整步长μ(n)及误差e(n)的非线性关系。对算法进行理论分析,该算法提高了收敛速度,提升了收敛精度,降低了稳态时的误差。在MATLAB中通过搭建直接序列扩频通信系统进行仿真,研究结果表明该算法优于已有的算法,能更准确地预测及抑制音频干扰信号,增强了直扩通信系统的抗干扰性能。     

PID和自适应算法在脉搏仿真器振动控制中的应用

以实现远程脉诊的脉象物理再现为切入点,设计了能够模拟人体脉象的脉搏振动器,并对振动信号的控制模块进行了设计,构建可还原真实脉象的脉搏再现系统,使在远处的医生能够身临其境地感受到患者的实际脉搏,从而进行诊断治疗。简单介绍了脉搏再现系统的硬件设计,主要包括基于DSP的脉搏信号发生器和模拟人体桡动脉寸、关、尺搏动的电磁振动器。运用自敏感的思路,通过粘贴在振动梁上的应变片敏感振动位移,作为振动控制的反馈量。基于理论分析,建立了基于音圈电机的脉搏振动原理样机,设计了PID控制算法和截断数据LMS算法,并对脉搏信号进行了开环和闭环实验,通过实验结果的对比和分析知,截断数据LMS算法对脉搏波的控制要优于PID算法。     

盲分离中LMS和RLS两种算法的比较

盲源分离试图从给定的一组混合观察数据中恢复未知的独立信源：本文简要阐述LMS和RLS两种自适应算法,用Matlab对一组混合通信信号进行分离实验,考察算法的特性和效果,并进行比较分析。结果表明：LMS算法与RLS算法相比,RLS算法的收敛性能更好一些,而在RLS算法中,自然梯度RLS法又是最优的。     

基于变步长自适应滤波器和小波变换的脑电预处理算法

论文将变步长自适应滤波和小波分解与重构的算法应用到实际脑电信号伪迹去噪,通过综合应用经典和现代信号处理技术,实现对脑电信号的预处理,能有效滤除去除伪迹干扰,同时防止有用数据的丢失,较传统数字滤波算法优势明显。     

基于LMS自适应算法的随机信号去噪仿真与分析

分析了LMS自适应滤波的基本原理和固定步长算法,介绍了Auan方差分析法。基于Matlab实现了滤波系统的搭建,并针对某光纤陀螺原始数据设计了仿真实验,得到固定步长标度因数的可行取值范围为0．2～0．9。利用仿真实验比较了LMS自适应算法与小波分析、均值滤波的去噪效果,采用Allan方差给出了误差源分析。结果表明LMS自适应滤波能有效降低角度随机游走等随机噪声。     

基于LMS的自适应抗干扰算法仿真研究

阐述了LMS的基本原理和结构,进行了正方形天线阵仿真模型的建立,并将算法应用于该模型,进行了Matlab下单、双干扰的仿真,仿真结果表明,算法对于单干绕的抑制度为68dB、对于双干扰的抑制度为40dB,仿真验证了该算法的可行性。