Hadamard编码成象特性的模拟计算分析

通过模拟计算分析，探讨了光学Ｈａｄａｍａｒｄ编三成象技术对运动目标成象的特点，指出在一帧编码时间内，目标信号的变化会造成象素之间的交互干扰，并且干扰随信号变化量的增加而增强，所以编码成象较适应于低速目标的观测。     

基于 MOMES 的 Hadamard 编码模板的设计方法

长期以来 Hadamard 变换成像光谱技术一直受到编码模板的制约而发展缓慢,然而随着微光机电系统(MOMES)的出现,基于数字微镜器件设计 Hadamard 编码模板为 Hadamard 变换成像光谱技术的发展提供了新的契机.介绍了一种基于数字微镜器件(DMD)的 Hadamard 变换成像光谱仪的物理模型及其 Hadamard 编码模板的设计方法,该方法控制 DMD 将光谱仪的光谱响应范围对应的色散光谱的宽度按照 S 矩阵的阶数等分,在空间上形成循环变化的 Hadamard 编码模版.实验表明光谱仪原理样机取得的光谱曲线与辐射度计取得的光谱曲线相似度很高,有力证明了基于 DMD设计的编码模板对色散光谱的良好调制作用.     

基于超阈值时间技术的激光关联成像

针对现有基于全波形采样的激光关联成像回波采集数据量大且测距精度和测距分辨率受限于采样率的问题,研究了一种基于超阈值时间(TOT)技术的激光关联成像方法。利用基于TOT技术的时间宽度或峰值反推方法获取回波信号的强度信息,分析了TOT响应阈值选取、激光脉冲宽度、TOT测量误差对激光关联成像重构结果的影响。结果表明:基于TOT技术的回波信号获取方法可以实现激光关联成像;TOT响应阈值选为回波信号峰值的35%、激光脉宽不小于30个采样间隔、TOT测量误差的均方根误差小于1个采样间隔,能够保证较好的重构质量。此外,基于峰值反推获取目标回波信号强度信息的方法比基于TOT的时间宽度表征方法更准确。     

基于随机调制超表面的差分关联成像方法研究

基于超表面的关联成像系统解决了关联成像系统探测效率低的问题,但其探测模式数量不足导致了其有效成像点数受限。针对这个问题,该文以参考辐射场空间分布1阶统计特征为基础,建立了基于随机调制超表面的关联成像信号模型,分析了成像误差,并与差分关联成像(DCI)方法相结合,给出了具有鲁棒性的基于超表面的关联成像方法,该方法利用不同...     

抵抗脉冲噪声影响的网格编码调制方案的性能估计

本文采用分组交织网格编码调制(TCM)来抵抗脉冲噪声(IN)的影响,并就脉冲噪声∈-混合经验模型,假设接收机能精确获取信道状态边信息、采用最大似然译码,推导出估计TCM性能的上界公式,同时给出大量的数值计算结果和计算机模拟结果。     

Hadamard变换成像光谱技术

本文介绍了一种基于Hadamard变换的成像光谱技术。阐述了Hadamard变换成像光谱技术的多通道探测原理,列举了Hadamard变换成像光谱技术的新发展,论证了Hadamard变换成像光谱技术应用在遥感领域的可行性,分析比较了Hadamard变换、光机扫描和推帚式成像光谱仪的探测信噪比。     

前向调制散斑偏振关联成像技术研究

近年来,关联成像成为光学成像领域的前沿和热点研究之一,它是一种新型的成像技术,具有广泛的应用价值和前景。偏振探测技术可以提升系统探测识别能力,且具有对不同材质物体的分类能力。将关联成像技术与偏振探测技术相结合,固定探测端偏振配置,使用Hadamard模式照明散斑,对照明散斑进行分时偏振调制,搭建了前向调制偏振关联成像系统。利用该系统对含有多材质物体的场景进行了偏振探测成像实验,利用探测信号与照明散斑计算出了场景的强度和偏振信息。使用演化压缩采样复原技术,在不同采样率下对场景信息进行了复原,在12.5%的采样率下获取了场景清晰的强度和偏振信息。     

调制编码技术的发展

调制与编码相结合的调制编码技术已被证明提高信道频谱利用率，达到香农信道容量的一种有效途径，这种技术首先是针对ＡＷＧＮ信号提出的，经过多年的研究，其理论趋于成熟，应用也结出了丰硕的成果，ＩＴＵ不久前通过的Ｖ．３４建议则是该技术的成熟标志，而从近几年的研究看，该技术又有被推广应用非线性信道和衰落信道的趋势。本文将介绍这门技术的发展过程及目前的研究动态。     

余弦编码复用高空间分辨率关联成像研究

发展了一种余弦编码复用高空间分辨率关联成像技术。首先通过构造多个低空间分辨率的余弦编码散斑复用为高空间分辨率调制散斑对目标进行调制照明,单像素探测器收集调制光与目标相互作用后产生的散射光强,由迭代算法复原出目标的混叠图像。进而鉴于余弦编码所特有的确定性频谱结构,利用数字图像处理方法高效解码重构出多个低空间分辨率物体图像,最终拼接为高空间分辨率目标图像。理论分析了余弦编码复用高空间分辨率关联成像技术实现方法,并仿真验证了该方法的有效性。本方法大幅降低了传统高空间分辨率关联成像所需的调制散斑,减少了在线采样时间与离线图像重构时间,提高了高空间分辨率关联成像的成像效率。     

光谱编码计算关联成像技术研究

现有的多光谱成像技术通常采用光学分光的方式，使用多个探测器对成像场景的光谱图像进行采集，导致现有成像系统复杂，数据量大、效率低。针对现有技术的不足，提出基于正交调制模式的光谱编码计算关联成像技术。通过正交光谱编码矩阵融合Hadamard基图案构造投影散斑对宽带光源进行调制，单像素探测器收集成像物体与调制光源相互作用后的反射信号；应用演化压缩技术复原成像物体的混叠光谱图像；利用编码矩阵的正交性质解码出欠采样的光谱分量图像，对分离出的图像应用组稀疏压缩感知算法重构全采样的光谱分量图像，最后融合出成像物体的多光谱图像。通过数值模拟与实验两方面验证了所提方法的高效性。所提的技术简化了多光谱关联成像系统，降低了数据量。光谱编码方法可以扩展到更多的光谱通道，也可以应用在偏振关联成像、信息加密等领域。     

基于相位调制的运动目标多光谱关联成像研究

为克服扫描方式多光谱成像无法捕获动态场景下的多光谱数据,提出了一种基于相位调制实现运动目标单次曝光多光谱成像方法。该方法将关联成像技术、压缩感知技术与光谱成像相结合,在成像光路中引入空间随机相位调制器,对运动目标物体三维图谱信息数据进行调制和压缩,然后利用探测器获取二维混叠信号,实现单次曝光获取运动目标的三维图谱信息重构,具有光能利用率高、成像时间短、系统结构简单等优点。实验结果表明:单帧CCD探测信号的电子数均值从200 e?按100 e?的间隔增加到1300 e?时,随着电子数均值增加,重构图像相对均方根误差rRMSE值对应减小,重构图像质量提高;当步进电机以30 Hz速度带动目标物体连续运动时,可获得较好质量运动物体的多光谱重构图像;采用光谱仪对目标物体中不同谱段的光谱分布曲线进行测试,所得结果与重构图像的光谱分布曲线相吻合,证明了该方法的有效性。研究结果对多光谱关联成像技术在无人机平台、动态监测等领域的应用提供了有益借鉴。     

基于强度调制的编码孔径光谱偏振测量方法

为实现在单次成像条件下获取图像的光谱偏振信息,提出了一种基于强度调制的编码孔径测量方法。该方法采用消色差1/4波片、多级相位延迟器和检偏器组成的光谱偏振强度调制模块,将入射光的Stokes参量各元素谱调制到不同的频率上,利用编码孔径和色散棱镜组成的光谱成像系统对该调制光谱进行压缩编码,并通过CCD进行探测。利用TwIST算法重构出经调制的光谱信息,对各个频谱通道进行分离重构出Stokes元素谱。以单一像素点为例,对入射光强度调制、光谱重构及Stokes参量的解调进行了数值模拟。结果表明:该方法可实现对稀疏图像的光谱偏振信息的获取,该过程仅需对图像进行一次测量,因此具备高速获取能力。     

基于正交编码的M元非正弦扩频调制方法

为了提高非正弦时域正交调制通信系统的性能,增强抗干扰能力,将M元扩频技术引入到非正弦时域正交调制通信系统,提出了一种基于正交编码的M元非正弦时域正交扩频调制方法.采用理论推导和数值仿真的方法,分析了该系统在加性高斯白噪声信道下的误码性能和频带利用率.结果表明：该方法能够有效提高系统的误码性能,增强系统的抗干扰能力.     

Hadamard变换成像光谱仪实验室辐射定标方法

Hadamard变换成像光谱仪采用多通道探测数字变换技术实现光谱成像。主要介绍了基于数字微镜阵列器件的Hadamard变换成像光谱仪的工作原理与仪器结构,研究设计了一套适用于该Hadamard变换成像光谱仪的实验室辐射定标方案。用远距点光源光路进行CMOS探测器像元响应不均匀性修正,获得相对定标精度达到4.6%;采用太阳模拟光源和均匀平行光路,用光谱辐射度计实现标准辐射亮度的传递进行光谱辐射定标,绝对定标精度达到8.92%。通过实物成像,Hadamard变换成像光谱仪的实验室辐射定标方法精确、实用。     

多值压缩编码孔径超分辨率成像方法

针对近期提出的基于压缩感知(CS,compressed sensing)理论的压缩编码成像方法在重建后引入较多类似于噪声的伪影(artitacts)问题,为了使压缩编码成像方法获得更好成像质量的图像,本文提出一种改进的压缩编码成像方法。本文方法将多值模板(MVM)代替二值模板来增强编码质量,并利用自适应全变分(TV,total variation)去噪方法去除重建后的高分辨率图像的伪影。实验结果表明,这种方法很好地改进了压缩编码孔径(CCA)的成像质量,并且大幅提高了图像的信噪比(SNR)。     

光通信中基于脉冲调制的联合编码调制研究

为了研究无线光通信中数字脉冲调制与信道编码的联合编码调制问题,在给出调制时域结构的基础上,采用理论推导和数值仿真相结合的方法,分析了基于二进制线性分组码的开关键控、数字脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制系统的差错性能,得出了信道编码纠错能力与调制阶数的结合关系。结果表明,采用开关键控调制的系统,其汉明距离与欧式距离等价,故不存在调制与信道编码参量匹配问题;脉冲位置调制系统在纠错个数大于调制阶数时,可取得较明显的编码调制增益,当纠错个数能被调制阶数整除时,编码和调制达到匹配;由于数字脉冲间隔调制的符号时隙不固定,存在错误传播现象,不宜与差错编码联合使用。所得结果可为无线光通信链路的设计提供参考。     

Performance evaluation of coded modulation schemes based on binarylattices

We describe computational techniques for the evaluation of error probability of modulation schemes based on binary lattices and multilevel coding. These techniques stem from the representation of a binary lattice in the form of a trellis whose structure depends on the block codes on which the binary lattice is based. Multilevel coded-modulation schemes can also be described through a trellis; by combining with this the trellis structure of the lattice constellation we obtain a single trellis that can be used for maximum-likelihood decoding using the Viterbi algorithm and for computing the error probability. An upper bound to error probability can be obtained from the transfer function of the trellis with suitable labels, and is applicable to both maximum-likelihood and staged decoding     

Error probability analysis of bit-interleaved coded modulation

This correspondence presents a simple method to accurately compute the error probability of bit-interleaved coded modulation (BICM). Thanks to the binary-input output-symmetric (BIOS) nature of the channel, the pairwise error probability (PEP) is equal to the tail probability of a sum of random variables with a particular distribution. This probability is in turn computed with a saddlepoint approximation. Its precision is numerically validated for coded transmission over standard Gaussian noise and fully interleaved fading channels for both convolutional and turbo-like codes.     

Effect of modulation index on design of asymmetric coded FPM

The design of asymmetric coded frequency/phase modulation (FPM) is discussed. Designs for optimum asymmetric 2FSK/4PSK, 2FSK/8PSK and 2FSK/16PSK modulation schemes are derived and the effect of modulation index is studied. It is shown that an additional gain of 1.2-2.6 dB can be achieved by using optimised asymmetric modulation over that of a symmetric scheme     

基于互信息分析的编码调制方案选择

在数字通信系统中,将信道编码和调制技术结合在一起可以得到许多编码调制方案。有些编码调制方案可以达到相同的频谱效率,但传输可靠性并不相同。提出了一种基于互信息分析的编码调制方案选择方法,通过计算星座受限条件下的信道容量,根据给定的信道条件,选择合适的编码调制方案。