Generalized space-time paraxial acoustic ray tracing

Paraxial ray tracing has gained popularity in seismology and underwater acoustics for modelling the propagation of sound when the medium is stationary and time independent. In this article differential geometry is used to derive a generalized paraxial ray-tracing procedure valid for any fluid media described by a local sound speed and velocity depending arbitrarily on position and time. Geodesic deviation is used to model acoustic beam deformation, and the sectional curvature along a ray to determine convergence and divergence zones in space. The resulting paraxial equations presented here are the most general that can be derived for the acoustic field and apply to any environment including those with time dependence and fluid motion. Applied to layered media the geodesic deviation equation is solved exactly. Some illustrative examples are included.     

应用时域相位解包方法的三维形貌测量系统

设计一套基于时域相位解包方法的三维形貌测量系统 ,克服了传统解包方法中的误差传播效应 ,可以应用于复杂物体表面及复杂环境下的三维形貌测量。由计算机生成光栅并通过液晶投影仪投射到待测物体表面 ,用CCD摄像机采集图像并通过图像采集卡存贮到计算机中进行处理 ,实现了测量的自动化 ,完成一次高精度的测量仅需几秒钟时间。用两个特殊的人头像完成的实验证明了系统的优越性     

基于结构光编码的相展开方法

探讨了一种新的基于结构光编码相展开技术。实现方法是先将计算机构造的用于解相的光栅由投影仪投射到物体上 ,再将计算机构造的一系列黑白相间的编码光栅也由投影仪投射到物体上 ,然后将畸变栅线图像由摄像机采集到计算机中 ,用解相光栅进行解相得到折叠在 [-π ,π]区间内的相主值 ,用所述结构光编码方法进行相展开得到相位的周期 ,二者相加得到真实相位值。与传统的相展开方法相比 ,该方法相展开过程变得相对简单 ,不依赖于路径 ,不存在误差的传播 ,对噪声的抗干扰能力强 ,能够得到准确的周期 ,并能够与解相过程有机结合起来。实验证明该方法获取光栅周期快速、准确     

An improved watermarking method based on double random phase encoding technique

An improved watermarking method, based on the double random phase encoding technique and the cascaded-phases iterative algorithm and random-phase-shift algorithm, is proposed. This method can significantly reduce the needs of watermarking information storage for different multimedia products, and provide a reasonable criterion of determining the authenticity of a product for the copyright owner. This method can also be applied to track the source of copies. The effectiveness of this method was verified through numerical simulations.     

基于分形几何边界提取的图像跟踪方法

为了满足现代武器装备对图像跟踪系统的实时性和跟踪可靠性的双重要求，针对武器装备所跟踪目标的特点，将基于分形几何的边界提取方法用于图像跟踪系统，提出了一种基于运动区域和边界图像的目标跟踪方案。文中的边界提取方法不仅能提取出目标的轮廓，还能较好地保留其内部细节，这样通过模板匹配得到的最佳匹配位置更加可靠。同时，基于运动区域的边界提取，尤其是对于远景的目标跟踪大大减少了计算量。此外，在利用边界图像进行匹配的基础上，采用了自适应模板更新策略，目的是尽可能地克服形变、光照等影响，使跟踪过程准确可靠。仿真实验表明，该方法运算量小，能满足武器装备实时性要求。     

基于子曲面分割和迭代的自由曲面光线追迹方法

根据光学自由曲面数学描述复杂,但面形较为平滑的特点,提出一种新的基于子曲面分割和迭代的自由曲面光线追迹方法。通过离散点分割形成子曲面阵列,根据三角形内角和定理确定目标子曲面,对目标子曲面进行切平面迭代完成光线追迹。通过数值仿真,采用所提方法分别对偶次非球面、双圆锥曲面、扩展多项式面和单透镜无像散系统进行光线追迹,并与ZEMAX追迹结果进行比对。结果表明:该方法在离散点采样密度很低的情况下（降低了计算机的内存消耗和运算时间）仍然可以保证光线追迹的精确性,与ZEMAX中光线和自由曲面交点的偏差达到10-3（nm）量级,出射光线角度的偏差达到10-3（）量级。     

A spatial domain constraint iterative phase retrieval method for the propagation based X ray phase contrast imaging

Based on the propagation X ray phase contrast imaging theory, a spatial domain constraint iterative phase retrieval method is described in detail. This algorithm limits the object spatial domain according to the actual sample size firstly, and modify the image plane data with the actual test data, then the iteration can be terminated until iteration precision or the number of iterations meet the preset requirements. Finally the numerical simulation is made to evaluate the rapid phase retrieval algorithm performance, and a real column fiber material experiment is carried out using a micro focus X ray phase contrast imaging experiment platform, the phase distribution image of the column fiber is calculated out by this algorithm. The results show that this phase retrieval algorithm is effective, and the method has a potential stability and accuracy for X ray phase contrast imaging technology.     

基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移(CBET)耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式,该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失(或增加),从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形,也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。     

基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移（CBET）耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式,该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失（或增加）,从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形,也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。     

基于相位差混合处理方法的高分辨力成像技术

为了提高成像系统的分辨能力, 并尽量减小系统的复杂度, 本文将相位差波前探测技术和相位差图像恢复技术结合起来构成相位差混合处理方法, 给出了点目标和扩展目标情况下混合处理方法的数值仿真结果, 并针对点目标情况进行了实验验证. 实验表明, 在像差较大的情况下, 直接用事后处理方法无法得到满意的结果. 在三种湍流强度下, 经混合方法处理后得到光斑的半高宽分别由自适应光学系统校正后的5.1, 5.1和5.0个像素减小到3.3, 3.2和3.0个像素. 可以看出, 利用相位差混合处理方法得到的图像明显优于单独的事后图像处理方法和自适应光学校正, 相位差混合处理方法在高分辨力成像领域有着巨大的应用潜力.     

一种基于HSI颜色模型的目标提取方法

在工业、农业、军事以及医疗等领域中,目标识别是一个关键技术,近年来在图像处理方面已成为一个重要的研究课题。提出了一种用于除草机器人的基于HSI(色调、明度和饱和度)颜色模型的彩色图像目标提取方法。该方法首先将具有某种色彩信息的杂草与农作物从背景土壤中分离出来,然后再根据杂草与农作物形状的不同,采用腐蚀和膨胀的方法进一步将杂草与农作物分离。该方法除了用于除草机器人以外,还可用于水果采摘等。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制

永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动，这将危及电机传动系统的稳定运行，因此如何抑制或消除PMSM中的混沌成为保持其稳定性的关键问题.利用微分几何控制理论，首先从解析上推导出PMSM混沌运动控制律的表达式，然后对控制过程进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明：该控制策略不仅行之有效，而且相对其他控制方法具有一定的优越性.研究结果对保证电机传动系统的稳定运行具有较好的参考价值. 关键词： 混沌控制 微分几何 准确线性化 永磁同步电动机     

Performance analysis on a watermarking method based on double random phase encoding technique

When digital watermarking is used for piracy tracking, different watermarks are needed to be embedded into different distributions of a digital product. Based on double random phase encoding (DRPE) technique, cascaded-phases iterative algorithm and random-phase-shift algorithm, Chen et al. proposed a method to generate many different embedded watermarks from one reference watermark, while the embedded watermark can be recognized by testing the correlation between the recovered watermark and the original reference watermark. In this way, only the reference watermark instead of the embedded watermarks needs to be stored and managed. However, since the recovered watermark may be different from the embedded watermark, especially under any image processing, the correlation between the recovered watermark and the reference watermark may be different from the correlation between the embedded watermark and the reference watermark, which may result in wrong recognition. In this paper, the performance of Chen's method was analyzed with numerical simulations. The results indicated that, to correctly recognize the embedded watermark, the number of generated embedded watermarks with Chen's method is limited.     

基于TE10矩形波导的异向介质有效本构参数提取算法

提出了一种基于TE₁₀矩形波导的异向介质有效本构参数提取算法,利用该算法提取了对称多元胞铁氧体和金属线阵复合型异向介质的有效介电常数ε和有效磁导率μ.文中着重探讨了多元胞异向介质传播常数β实部的分枝选取问题,借鉴了测量理论中测量值和理论真值之间的关系,将单元胞的β提取值作为多元胞β的测量值,进而确定多元胞β的真实值;由于在多元胞异向介质各元胞之间存在耦合效应,使电磁波主要以周期性Bloch波的形式存在 关键词： 10矩形波导')" href="#">TE₁₀矩形波导 异向介质 有效本构参数提取 铁氧体和金属线阵异向介质     

基于非参数特征提取的早期林火烟雾检测

提出了一种基于非参数特征提取的早期森林火灾烟雾检测方法。采用双背景模型进行运动区域检测,得到可疑烟雾区域。再利用早期火灾烟雾颜色特征和运动特性对提取的可疑运动区域进行颜色判别,对增长区域以及上升区域进行检测,排除部分干扰目标。根据提出的非参数特征提取法,计算并科学地选取可疑区域的特征量,将其输入训练好的支持向量机(SVM)进行烟雾判别。对多段视频进行测试表明,该方法能适用于复杂多变的野外环境,排除干扰,有效地检测出早期林火烟雾。     

基于时间反演技术的电磁器件端口场与内部场转换方法

随着电磁器件的集成化,器件搭载的模块、实现的功能愈发多样.各模块间的耦合难以忽略,设计难度陡然增加,传统设计方法逐渐力不从心,迫切需要寻找一种新的电磁综合设计方法.本文利用时间反演电磁波的时空同步聚焦特性,探索了将时间反演技术应用于器件设计的可能性.首先,基于通用的器件逆设计流程,利用时间反演技术、并矢格林函数及电磁学...     

基于材料反射率谐振特性测试电磁参数的自由空间法

自由空间法具有非接触、非破坏性测试特点,适于材料的电磁参数测试．根据材料反射率扫频测试的特性,提出了一种基于谐振特性测试材料电磁参数的新的自由空间法．通过理论分析,研究了发生相消和相长干涉的条件,给出了应用干涉位置和材料厚度测试材料介电常数实部的理论计算公式．利用谐振峰,谷的位置及其相互关系可以计算材料介电常数虚部,而利用波谷比值法比驻波比值法容易达到更高的计算精度．     

基于拖曳倾斜线列阵的海底反射损失提取方法

在浅海环境中,海底声学参数对水下声场的精确预报十分重要.现有的海底声学参数反演方法大多数是采用固定垂直阵进行的,其缺点是不能实施大面积、高分辨的走航式反演.在已提出的垂直阵海底反射损失反演方法的基础上,研究了基于三种线列阵阵形的海底反射损失提取方法及其特点,提出了基于拖曳倾斜线列阵与三个声源组合的走航式海底参数快速获取方法,并对该方法进行了误差分析.研究结果表明：覆盖同样的掠射角范围,垂直线列阵需与多个距离的声源组合,拖曳水平线列阵只需一个声源组合但需要采用较大的物理孔径,拖曳倾斜线列阵综合了垂直阵和水平 关键词： 水下声场预报 海底声学参数 海底反射损失 拖曳倾斜线列阵     

一种基于相空间结构的受干扰语音品质评估方法

研究了一种基于输出的受干扰语音品质评价方法。利用相空间重构理论,建立了语音信号的相空间结构,在系统分析不同受扰语音相空间结构变化的基础上,提取了特征参数,并用大量的实测数据对这种测度方法进行了验证,结果表明,这种基于相图的受干扰语音品质评价方法是可行的。     

基于频率调制激光驱动的囚禁离子几何相位逻辑门

为了避免激光相位的起伏对几何相位逻辑门保真度的影响, 提出一种基于囚禁离子的量子几何相位逻辑门的新方案。该机制是利用一束频率调制的行波激光场作用于两个囚禁离子上实现的。它的优点有：操作简单,仅需一步就能实现。不灵敏于激光场的相位也不需要对囚禁离子进行个别寻址。