基于高斯曲率优化和非下采样剪切波变换的高密度混合噪声去除算法

为提高矿井混合噪声图像的可观测性,提出了基于高斯曲率优化和非下采样剪切波变换的高密度混合噪声去除算法.使用局部高斯曲率优化混合噪声图像,抑制椒盐噪声对噪声分布的影响,使混合噪声分布近似为高斯噪声分布.使用非下采样剪切波变换分解高斯曲率优化图像,实施自适应硬阈值收缩降噪,去除混合噪声中的高斯噪声成分.最后,迭代使用局部高斯曲率优化和非下采样剪切波变换降噪去除残余噪声,直至输出图像梯度能量满足停止条件.实验表明,本文算法能够有效地去除高斯噪声和椒盐噪声构成的高密度混合噪声,且有效抑制了剪切波变换降噪引起的伪吉布斯现象,有效地降低了矿井图像的噪声.     

空间外差光谱仪干涉图非均匀性校正研究

空间外差光谱仪在研制加工过程中,由于加工误差及胶合误差会使CCD接收到的干涉图存在光强分布不均匀现象,降低了变换光谱的准确性。基于对空间外差光谱仪干涉图光强非均匀性的产生机制与特点分析基础上,提出了一种干涉图非均匀性校正方法,该方法通过对实际干涉图进行单调分解、分段归一化及重新组合过程求解出光强分布函数,然后将变换光谱与光强分布函数倒数的傅里叶变换结果进行卷积来获得非均匀性校正后的光谱,最后将校正光谱进行逆傅里叶变换从而实现干涉图的非均匀性校正。将此方法应用于空间外差试验仪的近红外实测单色光干涉图的非均匀性校正,结果显示,该方法可以有效改善干涉图光强分布的非均匀性,抑制变换光谱的边频信号,通过与仿真的理想光谱对比,1 571和1 572 nm光谱校正前后噪声的减小率分别达到40.7%和24%,提高了光谱信噪比和准确性。     

基于径向希尔伯特变换的图像边缘增强特性研究

研究了基于螺旋相位频谱滤波器滤波的径向希尔伯特变换对不同边缘分布图像的增强特性.给出了拓扑荷n=1的有限孔径螺旋相位滤波器点扩散函数的解析表达式,并利用圆孔、汉字和人像等三幅不同边缘分布密度的图像进行了边缘增强的模拟计算.结果表明,基于螺旋相位频谱滤波的径向希尔伯特变换会使边缘增强图像具有立体浮雕效果,并且随着输入图像...     

选择模型的理论扩展分析

选择模型为解释指数律、幂律的成因提供了基于偏好的概率分析方法.通过对选择试验的研究,在视野规律和选项分布之间导出了一对变换,称其为偏序变换.对偏序变换连续化,导出了对应的连续变换.仿照离散分布,定义了连续分布的比较函数,并沟通了离散和连续分布的伴随关系.通过选择模型,对幂律访问现象进行了仿真.选择理论对于复杂巨系统和社会行为的研究具有较重要的借鉴作用,可扩展统计物理学和概率论的理论基础. 关键词： 选择模型 幂律现象 偏序变换 比较函数     

四瓣高斯光束的Gyrator变换性质和矩形空心光束的产生

基于Gyrator变换,推导了四瓣高斯光束场分布的解析表达式,研究了四瓣高斯光束通过Gyrator变换后的光强分布和相位分布.结果表明:在Gyrator变换过程中,四瓣高斯光束能够转换为具有光涡旋的矩形空心光束,在获得矩形空心光束时其四顶角处光束强度最强,而四条边上的光束强度分布几乎是均匀的.对影响矩形空心光束强度和相位分布的光束参数和变换角进行了详细的分析,发现光束阶数不同,产生不同类型的空心光束;Gyrator变换的变换角则影响空心光束能量分布;空心光束亮环的大小由四瓣高斯光束的束腰宽度决定,束腰宽度越大,矩形空心光束的宽度越小.     

无序细观结构在体积中与截面上尺度分布函数之间的关系的统计诠释

研究材料中的无序细观微结构在体积中的尺度分布函数与在截面上观测到的尺度分布函数之间的变换关系,导出了变换方程,并阐明了对它应作统计解释。还给出了分布函数的矩的变换关系,讨论了粗糙面分维数与它和截面的交的分维数之间的关系。 关键词：     

分数傅里叶变换面上余弦-高斯光束的变换特性

 利用Wigner分布函数的方法，研究了余弦-高斯光束的分数傅里叶变换特性。导出了余弦-高斯光束在分数傅里叶变换面上光强分布和束宽的解析计算公式，并对此进行了数值模拟计算。研究表明：分数傅里叶变换阶数对余弦-高斯光束的光强分布有明显影响，余弦-高斯光束的轴上光强随分数傅里叶变换阶数呈周期性变化，束宽随分数傅里叶变换阶数也呈周期性变化，周期为2；对给定调制参数的余弦-高斯光束，通过适当选取分数傅里叶变化阶数可以获得平顶的光强分布。     

基于希尔伯特变换的干涉条纹相位解调新算法

提出了一种新的应用希尔伯特变换解调干涉条纹相位的算法,可以从单幅干涉条纹图中解调出全场相位分布.在实际应用中,常借助傅里叶变换实现希尔伯特变换算法,但是会忽略负频率成分,造成相位信息的丢失.对于相位分布非单调变化的干涉条纹,提出了一种判断函数,用来计算相位信息零频率点的分布.利用相位的零频率点分布构造了一个二元模板,使用该模板对本文提出的两次希尔伯特变换法产生的包裹相位图进行修正.对修正后的包裹相位图进行解包裹处理,可以得到连续的全场相位分布.对该方法用计算机模拟进行了验证.     

基于希尔伯特变换的干涉条纹相位解调新算法

提出了一种新的应用希尔伯特变换解调干涉条纹相位的算法,可以从单幅干涉条纹图中解调出全场相位分布.在实际应用中,常借助傅里叶变换实现希尔伯特变换算法,但是会忽略负频率成分,造成相位信息的丢失.对于相位分布非单调变化的干涉条纹,提出了一种判断函数,用来计算相位信息零频率点的分布.利用相位的零频率点分布构造了一个二元模板,使用该模板对本文提出的两次希尔伯特变换法产生的包裹相位图进行修正.对修正后的包裹相位图进行解包裹处理,可以得到连续的全场相位分布.对该方法用计算机模拟进行了验证.     

超洛伦兹-高斯光束SLG11模的分数傅里叶变换特性

 引入了一簇互相正交的超洛伦兹-高斯光束以描述半导体激光器所产生的大角度高阶模远场分布。将分数傅里叶变换应用于超洛伦兹-高斯光束SLG­₁₁模的传输特性的研究中。利用傅里叶变换的卷积原理,导出了SLG₁₁模经分数傅里叶变换系统后场分布的解析表达式。根据所得到的公式进行了数值计算,系统分析了分数傅里叶变换阶数和光束各参数对SLG₁₁模在分数傅里叶变换面上光强分布的影响。结果显示：SLG₁₁模在分数傅里叶变换面上的归一化强度分布随分数傅里叶变换的阶数呈周期性变化,周期为2;随着光束参数的增大,SLG₁₁模在分数傅里叶变换面上的光斑尺寸增大。     

An iterative implementation of rotated coordinates for inverse problems

A generalized inversion method is presented that uses a rotated coordinates technique [Collins and Fishman, J. Acoust. Soc. Am. 98, 1637-1644 (1995)] in simulated annealing to invert for both the location of an acoustic source and parameters that describe the ocean seabed. The rotated coordinates technique not only aids in the inversion process but also indicates the coupling of the source and environmental parameters and the relative sensitivities of the cost function to changes in the various parameters. The information obtained from the rotated coordinates provides insights into how the inversion problem can be effectively decoupled. An iterative process consisting of multiple simulated annealing runs that each use a different set of rotated coordinates is demonstrated. This multistep algorithm is called systematic decoupling using rotated coordinates and is especially helpful when inverting for a large number of unknown parameters. The cost function minimized in the inversion algorithm is model-data cross-hydrophone spectra summed coherently over frequency and receiver pairs. The results of applying this inversion method to simulated data are presented in this paper.     

多角度动态光散射加权贝叶斯反演算法

研究加权贝叶斯算法在多角度动态光散射法测量单峰分布颗粒体系的颗粒粒度分布中的应用.采用颗粒粒度信息分布为底数、调节参数为指数的权重系数给各个角度下的光强自相关函数曲线加入不同的权重系数，再利用传统的贝叶斯算法反演.模拟与实验结果表明，加权后的贝叶斯算法能获得分布误差更小的反演结果，有效地抑制了数据噪声的影响，提高颗粒粒度分布反演的准确性.     

从散射谱反演颗粒尺寸分布的测试方法改进

针对从散射谱反演颗粒尺寸分布测量中,由于衍射近似要求近前向取值而带来的反演噪声问题,提出了一种改进的方法.在Chin-Shifrin(C-S)积分变换反演中,插入一种调节函数使得噪声基本消失,又不至于影响反演谱的分布峰位置.对理想单分散颗粒群的模拟效果说明了该法的可行性.对以线阵CCD为接受器件的实验测量和反演结果显示...     

套管-水泥界面微间隙厚度的低频超声反演方法

研究了应用低频超声垂直入射反射波实现套管-水泥界面流体微间隙薄层厚度的反演方法。应用灵敏度函数比较分析了分层系统反射谱各阶谐振频率处的相位跳变量较之各阶谐振频率作为反演特征量的优势。通过目标函数分析,选取分层系统3~10阶谐振频率处相位跳变量作为特征量,利用BP神经网络实验获得0.1~1.0 mm内不同间隙层厚度的反演结果。反演结果与真实值的平均相对误差为4.6%,最小反演厚度仅为波长的18%。所选取的相位特征量也可用于其它层状高声阻抗介质下的薄层厚度反演。      

A concrete realization of specific heat-phonon spectrum inversion for YBCO

In this Letter, a phonon spectrum of YBCO is obtained from its experimental specific heat data by an exact inversion formula with eliminating divergence parameter [Dai Xianxi, Xu Xinwen and Dai Jiqiong, Proceedings of Beijing International Conference on High T_c Superconductivity, Sept. 4–8 Beijing, China, (1989) 521], [Dai Xianxi, Xu Xinwen and Dai Jiqiong, Phys. Lett. A 147 (1990) 445]. The results are comparable to that from neutron inelastic scattering. Some key points of specific heat-phonon spectrum inversion (SPI) theory as well as a method of asymptotic behavior control are discussed. An improved unique existence theorem is presented. A universal function set for the numerical calculation in SPI is obtained, which will make the inversion method applicable and convenient in practice. This is the first time to realize the specific heat-phonon spectrum inversion in a concrete system.     

Iteration method for the inversion of simulated multiwavelength lidar signals to determine aerosol size distribution

A new method is proposed to derive the size distribution of aerosol from the simulated multiwavelength lidar extinction coefficients. The basis for this iteration is to consider the extinction efficiency factor of particles as a set of weighting function covering the entire radius region of a distribution. The weighting functions are calculated exactly from Mie theory. This method extends the inversion region by subtracting some extinction coefficient. The radius range of simulated size distribution is 0.1－10.0μm, the inversion radius range is 0.1－2.0μm, but the inverted size distributions are in good agreement with the simulated one.     

Correction of temperature influence on the wind retrieval from a mobile Rayleigh Doppler lidar

A mobile Rayleigh Doppler lidar based on double-edge technique is implemented for simultaneously observing wind and temperature at heights of 15 km-60 km away from ground.Before the inversion of the Doppler shift due to wind,the Rayleigh response function should be calculated,which is a convolution of the laser spectrum,Rayleigh backscattering function,and the transmission function of the Fabry-Perot interferometer used as the frequency discriminator in the lidar.An analysis of the influence of the temperature on the accuracy of the Une-of-sight winds shows that real-time temperature profiles are needed because the bandwidth of the Rayleigh backscattering function is temperature-dependent.An integration method is employed in the inversion of the temperature,where the convergence of this method and the high signal-to-noise ratio below 60 km ensure the accuracy and precision of the temperature profiles inverted.Then,real-time and on-site temperature profiles are applied to correct the wind instead of using temperature profiles from a numerical prediction system or atmosphere model.The corrected wind profiles show satisfactory agreement with the wind profiles acquired from radiosondes,proving the reliability of the method.     

利用U-Net网络增强骨密度全波形反演

该文设计了一种使用U-Net网络解决骨密度全波形反演的初值依赖、多解、病态等问题的方法。首先使用逆时偏移成像，将其结果输入神经网络得到模型的预分布。将该分布作为全波形反演目标函数的约束，可以使反演的结果更接近最优值，还可以减小反演对初始值的依赖。该文进行了一些模拟实验，得出该文的方法可以改进全波形反演对初始值的依赖和容易陷入局部极值的问题。     

基于逆散射理论的地震波速度正则化反演

本文基于逆散射理论利用正则化有限差分对比源反演算法对地震波传播速度进行反演, 该方法是基于波动方程的频率域波形反演算法, 利用非线性共轭梯度法, 通过最小化目标优化函数不断迭代更新速度模型. 由于地球物理反演问题的病态性和不稳定性, 通过基于反演参数总变差的正则化处理, 使反演问题变为良性问题且算法具有较强的抗噪声干扰能力. 反演过程中使用了频率-空间域9点差分正演算子以及PML吸收边界条件. 与其他反演算法相比, 由于背景模型在反演迭代过程中保持不变, 可以避免在每次迭代过程中重新构造正演算子及矩阵分解等相关计算过程, 使得该算法非常适合于大规模三维反演计算. 此外, 本文采用基于MPI的并行计算, 进一步提高了反演计算的效率. 二维CSEG模型反演结果表明该方法可以反演得到高分辨率的地震波速度重建结果, 为地震勘探数据处理及解释提供准确的速度信息.     

用勒让德级数处理Abel变换

提出了一种处理弱非中心对称Abel变换的新方法.把测量的积分值用Yasutomo的方法分成奇、偶两部分.非对称的原函数被表达为一个权函数和一个中心对称函数之积.对称函数用勒让德级数展开.级数的系数通过用最小二乘法来决定 关键词： Abel变换 勒让德级数 测试函数 对称 非对称