数字式声呐大动态范围显示技术研究

量化比特数是衡量数字声呐性能的主要指标，增加比特数意味着更高的精度和更大的动态范围，但人机视觉接口只能显示有限字长的数据。本文从声呐显示技术出发，分析了突破这一局限的必要和可能。原理分析表明，对声呐数据实行过零基准处理，以ＧＳＣ算法配合小信号分层处理可有效地获得多比特位声呐数据的几乎无损的显示，对１６比特呐数据处理显示的实验结果表明，我们的处理方法达到了预斯要求。     

浅海动态环境下蛙人探测声呐布放深度优化技术

蛙人探测声呐的探测性能及作用距离不仅与目标海区的声速剖面和自身性能参数有关,还与其布放深度有关,其布放深度的选择对于水下目标探测具有重要意义。以射线跟踪理论为基础,建立了基于探测概率感知的声呐性能评估模型;提出了一种声呐布放深度自适应优化算法,该算法以不同准则进行两次筛选优化后可得到声呐最佳布放深度。仿真结果表明：在不同水文情况下,所提优化算法可以有效选择最优布放深度,进而提高声呐对目标的探测性能。     

数字式声呐中一种新的背景均衡算法

在频谱分析领域,背景均衡技术已被广泛地研究过．已经证明,这种方法对改善线谱检测是有效的．在数字多波束声呐系统中,方位历程显示是信号处理模块和显控模块之间最重要的界面。已经证明,声呐处理系统的增益最容易在不同的信号处理模块接口处丢失．背景均衡技术可以改善方位历程显示的总体性能,将多波束数据的后置处理结果在送至显示器之前首先进行滤波．本文提出的中值滤波和排序截断平均（ＯｒｄｅｒＴｒｕｎｃａｔｅＡｖｅｒａｓｅ,ＯＴＡ）相结合的方法利用可变长的窗口匹配不同主瓣宽度的波束图是一种对不均匀、非平稳背景的有效均衡技术．系统模拟结果表明,此方法对于多波束非均匀背景的均衡是非常有效的。     

基于色域界定的多基色亮度均衡颜色转换算法

为实现多基色显示设备多通道亮度均衡程度最优的颜色转换,提出了一种基于凸包算法的多基色显示设备色域的界定方法,并提出了一种通过对亮度均衡程度评价函数进行非线性优化以求解出最优亮度均衡驱动值的颜色转换算法。在XYZ颜色空间均匀取样颜色坐标,通过凸包算法判断得到位于设备色域内的颜色坐标;计算出设备色域内颜色坐标对应的亮度均衡程度最优的多基色驱动值,从而建立XYZ颜色空间到多基色设备颜色空间的映射关系;以小间距点阵LED六基色显示器为实验平台,结合该显示器子像素的发光参数,实现了色域界定与亮度均衡颜色转换。结果表明提出的方法可实现平均亮度离散系数为0.1685的颜色转换。     

用显示器测量人眼衬比度敏感函数

人眼视觉系统(HVS)特性是图像显示、处理和理解等理论与技术的重要依据,衬比度敏感函数(CSF)是描述视觉系统空间特性的主要指标之一。显示器作为图像信息输出的主要设备,显示器环境下人眼衬比度敏感函数数据更有实际应用价值。研究用阴极射线管(CRT)显示器测量人眼亮度衬比度敏感函数,详细描述采用10 bit图像显示卡产生亮度条纹衬比度达到人眼阈值的方法,提出采用多衬比度交互阈值确定(MITD)衬比度阈值的心理物理学实验方法。对矩形条纹的平均亮度10 cd/m26、0 cd/m29、0 cd/m2三个等级,0.41 cpd,0.82 cpd,1.23 cpd,1.97 cpd,3.08 cpd,3.79 cpd,4.93 cpd,7.04 cpd,9.86 cpd,16.43 cpd,24.64 cpd 11个空间频率和12名正常视力的青年进行了测量。测量结果与国内外采用光学装置方法测量结果进行了比较和讨论。     

基于物体表面色的超大色差评价

基于物体表面色样本的视觉评价,测试了典型色差公式对超大色差的预测性能.由18名观察者按照倍率法对60组颜色样本对进行心理物理视觉评价实验,获得视觉色差的评价数据.利用实验数据对两个常用色差公式CIELAB和CIEDE2000以及基于色貌模型的最新色差公式CAM02-UCS和CAM02-LCD的超大色差预测性能进行了详细的比较和分析,结果表明基于色貌模型的两个公式性能优异.同时,使用本实验视觉数据考察了Attridge等人提出的幂指数模型,并得到了一致的结论.     

基于阈上小色差的色差公式权重函数研究

利用心理物理实验的恒常刺激法,测得了在CIELAB颜色空间中a*b*平面上16个颜色中心的阈上小色差(约3ΔE*ab单位)色度椭圆.基于本实验和RIT-Dupont各16个非中性色颜色中心的彩度差和色调差数据分别拟合得到相应的彩度权重函数SC_ZJU07和色调权重函数SH_ZJU07.应用获得的视觉实验数据对六个基于CIELAB的典型色差公式的彩度和色调权重函数以及SC_ZJU07和SH_ZJU07的色差预测性能进行评价,结果表明所提出的SC_ZJU07和SH_ZJU07的预测性能均为最佳.对于彩度差数据,六个色差公式彩度权重函数的预测性能表现不佳;而对于色调差数据,CIEDE2000色调权重函数的预测性能明显优于其他公式.     

一种被动声呐信号检测的低虚警率方法

针对被动声呐多目标信号检测中的噪声背景归一化问题,提出了一种基于数学形态学滤波的噪声背景归一化新方法。该方法利用数学形态学处理中的膨胀和腐蚀算子,以及基于多项式拟合的数据均值估计方法,构造出了一种能够较为准确的估计噪声门限的方法,并以之进行噪声背景归一化,在较好保留信号信息的前提下较大程度的抑制了噪声,有效降低了多目标信号检测的虚警概率。通过计算机仿真对比了该算法与S3PM算法、OTA算法的性能,结果表明该噪声背景归一化算法能够在检测概率损失较小的情况下较大幅度地降低检测的虚警率。实际被动声呐数据处理的对比结果同样验证了该算法的有效性。      

比较法测试不同颜色匹配函数的性能

为了测试不同颜色匹配函数的预测性能,基于灰色、棕色、紫色和蓝色4个目标色,共制作了16对近同色异谱色样对(围绕每个目标色分别制作了4个待比较色),组织14名年龄不同的色觉正常观察者基于心理物理实验方法中的比较法,开展了色差大小比较实验。结果表明,实验组织的老年观察者的锥细胞响应较年轻观察者有所下降,CIE1931的预测性能优于CIE1964。不同颜色区域,各颜色匹配函数的表现各异,在进行某些颜色(如灰色,紫色和蓝色)区域的色度值表征和色差评估时,即便观察视场角大于4°,CIE1931的计算性能仍然优于CIE1964。现有CIE2006匹配函数考虑到晶状体光谱透光率和中央凹的锥细胞光谱响应,下一步可继续强化中央凹锥细胞光谱响应,优化其计算性能。     

一种基于线性规划的多基色显示系统设计

多基色显示系统采用增加基色数量的方法能有效地扩大显示器的再现色域。针对三基色到多基色的映射线性方程组解的不唯一性,提出了一种基于亮度最大的线性规划优化算法。该方法根据颜色亮度和色域之间的关系,用线性规划求得亮度最大值时的最优解。最后将该算法运用到了五基色显示系统。结果表明,白点亮度达到了最大值,同时系统的色域较三基色显示系统扩大了约20%。     

基于BRDF数据的金属漆颜料制品的色貌预测评估北大核心CSCD

通过双目观察与匹配心理物理学实验,对金属漆颜料制品在两种几何条件下进行了视觉评价,随后将金属漆颜料制品的视觉平均数据分别与基于双向反射分布函数(BRDF)数据和基于PR715分光辐射计测量结果的色貌模型预测结果进行最小二乘法线性拟合。实验结果表明,在不同几何条件下,BRDF数据均可以用来对金属漆颜料制品进行色貌预测;对于三属性预测而言,在明度和彩度方面,基于BRDF数据的色貌模型预测精度不如基于PR715分光辐射计数据的色貌模型预测精度,而在色调角方面,基于BRDF数据的色貌模型预测精度则高于基于PR715分光辐射计数据的色貌模型预测精度。     

高分辨率有源声呐强混响抑制技术研究

有源声呐分辨率的提高可以抑制混响,但也使声呐包络数据的统计分布偏离瑞利分布,而更接近拖尾较重的K分布。强散射体所带来的强混响的幅值一般较大,它们使统计分布拖尾更严重,表征K分布的形状参数也越小。强混响作为目标干扰,严重影响了背景功率估计的准确性,从而降低了目标检测的性能。本文基于模糊统计理论,首先提出了用于抑制强混响的模糊统计归一化处理方法;然后对强混响和模糊统计归一化处理如何影响声呐数据分布和CFAR(Constant false-alarm rate)目标检测性能进行了仿真、研究和分析,最后对基于模糊统计归一化处理的CFAR检测性能和传统CFAR检测性能进行了仿真比较。仿真结果表明强混响目标干扰能使K分布数据的形状参数变小,而模糊统计归一化处理可抑制强混响目标干扰,增大包络数据分布的形状参数,提高形状参数估计性能和CFAR检测性能。      

应用光学——光学系统设计指南 第十五章 视觉(续)

15.7.1 色视觉色感觉的主要特征已经在第1.2节中作过介绍。这里我们仅局限于:(a)讨论辨别颜色的视觉性能;(b)简要介绍色视觉的理论;(c)介绍色视觉的缺陷。 15.7.1 色的辩别和色度的稳定性[3a] 我们希望知道,一种颜色必须变化多少,这种变化才能被一个普通的观察者发觉。由于色感觉的三维性,这种变化可能是三个参数(色相、饱和度和亮度)的任何一个或者是它们的任意组合。在这一节中,我们分别介绍在色相和饱和度方面发生变化时     

人眼对比度敏感视觉特性及模型研究

人眼视觉系统特性是图像显示、处理、理解等技术的重要依据,通过实验测试和理论分析研究人眼的视觉特性,使人眼视觉特性模型化,对促进光电成像技术的发展和应用具有重要的作用。结合前人拟合人眼对比度敏感函数和理论提取其数学模型的经验,对用CRT显示器显示目标光栅,在暗室环境下测量三种平均亮度的人眼对比度敏感数据采用线性调制作用下的指数形式的方法进行了拟合,并从理论上得出了一种新的CSF数学模型。通过与国外拟合结果的对比,表明此模型是一种更好的人眼对比对敏感视觉特性模型。     

基于量子遗传算法的认知无线电决策引擎研究

提出了基于量子遗传算法的认知无线电决策引擎，设计了待优化的多目标函数，利用量子遗传算法调整优化无线电参数，运用多载波系统对算法性能进行了仿真分析.实验结果表明该方法在收敛速度、收敛精度和算法稳定性上都明显优于经典遗传算法，在种群规模较小时仍然能获得很好性能，适合于实际实现.不同权重设置模式下仿真结果表明该方法能够在多个目标函数间进行权衡，参数调整结果与当前对目标函数的偏好一致.     

基于二维IFS-CFAR算法的海杂波微弱目标检测

一直以来,统计与分形理论是分别应用在目标检测中的;CFAR检测方法采用自适应门限代替固定门限,能根据被检测点的背景噪声、杂波和干扰的大小自适应地调整;文章首先介绍了CFAR恒虚警目标检测方法,给出2D-IFS二维迭代函数系统)预测误差算法;其次运用2D-IFS方法计算了雷达回波的预测误差,结合CA-CFAR统计学目标检测提出一种新的海杂波微弱目标检测方法;最后采用实测海杂波数据进行验证,仿真结果表明文章所提方法对低目标回波信杂比具有良好的检测能力。     

电致发光显示

电致发光具有固体平板化的优点，用它可做成大面积和任意形状的发光图形．不仅可以做成大面积数字与字符显示器件、模拟显示器件，更重要的是可以做成全固体平板化的计算机终端显示器，从而做成便携式计算机、大面积的会务信息显示器、车站和机场时刻显示器等．全固体平板化的“黑白”电视机已成为现实，“挂壁”式彩色电视机的研究也取得了明显进展，用固体化的平板显示器件代替阴极射线管已成为科技发展的必然趋势．     

自动发音错误检测中基于F1值最大化的声学模型训练方法

摘要为了提高计算机辅助语言学习中自动发音错误检测系统的性能,提出一种声学模型的区分性训练方法。该方法将经过正确度标注的非母语语音数据库上的发音错误检测的F₁值的最大化作为模型参数的训练准则。采用Sigmoid 函数对F₁值函数进行平滑构造目标函数,并利用构造弱意义辅助函数的方法以及扩展Baum-Welch 形式的参数更新公式进行优化。提出在模型参数更新与音素门限同时优化的策略保证目标函数增长的单调性。发音错误检测实验表明该方法能够有效地增大训练和测试数据检错的F₁值。同时训练数据和测试数据上的精确度、召回率以及检测正确度都有明显改进。      

色度学及其进展

颜色是人的感觉器官对外界光刺激的一种反映，是一种知觉量。现代色度学采用心理物理学方法成功地解决了颜色匹配和色差的定量预测。该文对视觉生理、基本匹配实验、三刺激值和色品坐、均匀色空间、色貌预测、颜色信息交流、颜色复现等现代色度学的基本内容和新发展作了简要的介绍。     

平板显示专题系列介绍：液晶显示

本文简述了液晶显示的工作原理，显示器的性能以及液晶矩阵显示．文中最后指出了液晶显示向挂壁式高清晰度彩色电视和投影式大屏幕电视方向发展的趋势．