弹光调制非等相位干涉信号的快速光谱反演算法

在弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)中,由于调制光程差的非线性,不能直接采用快速傅里叶变换(FFT)进行反演光谱,且直接计算开销过大。首先在Matlab软件中用非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)对PEM非等相位干涉信号进行了软件仿真,其次设计了以TMS320C6713高性能浮点数字信号处理器(DSP)芯片为核心的光谱信息处理系统,实现了硬件上的光谱实时处理。研究表明,算法对光谱反演具有速度快、精度高等优点,1024点光谱反演的速度较直接运算的速度提高20多倍,反演精度可达0.78%。     

用快速傅里叶变换迭代法重建三维折射率场

本文通过计算机模拟运算,结合折射率场的先验知识,考查了以卷积法为基的快速傅里叶变换迭代法的重建精度以及误差数据和视角范围大小对其的影响.作为一个应用实例,计算了某一截面火焰温度场的分布,并与热电偶测量的值进行了比较.     

快速傅里叶变换谱分析中的窗口修正

一.引 言 谱分析是物理学的一个重要内容.在光谱学、电子顺磁共振波谱学、核磁共振波谱学、无线电物理、音响与振动等等物理学领域里都要进行谱分析.傅里叶变换一直是谱的理论分析依据.随着数字计算技术的发展,1965年 Cooley和Tukey提出了快速傅里叶变换(FFT)方法[1],使离散傅里叶变换的复数乘法运算次数由N2次减小到(N/2)log2N次,大大降低了运算量,提高了运算速度,可以用数字计算机实现傅里叶谱分析了.FFT技术应用到上述诸领域,出现了傅里叶光谱学、脉冲傅里叶核磁共振波谱学等新分支;在实验技术上出现了傅里叶光谱仪、脉冲傅里叶核磁…     

基于遗传算法与Zoom FFT的光频域反射仪快速高精度频谱分析

分析了快速傅里叶变换(FFT)在光频域反射仪(OFDR)频谱分析中应用的局限性,论述了快速傅里叶变换-分段Chirp-Z变换(FFT-SCZT)算法的不足。提出了一种基于改进的遗传算法(IGA)和Zoom FFT(ZFFT)的快速高精度频谱分析(FFT-IGA-ZFFT)算法。描述了该算法的计算过程,并推导了算法的时间复杂度。研究结果表明,在同一运算平台下,处理10~7个OFDR采样数据时,FFT算法耗时3.130s,FFT-SCZT算法耗时1.993s,而FFT-IGA-ZFFT算法仅耗时0.525s即可获得同等精度。FFT-IGA-ZFFT算法在处理速度上具有明显的优势。     

基于互强度傅里叶分析的光刻机成像模拟方法

光刻空间像仿真作为各种计算光刻技术的基础,受到越来越多的重视.提出一种基于互强度傅里叶分析的光刻机投影成像快速模拟方法,从光刻成像互强度传播过程入手,基于傅里叶光学原理对成像要素进行多次空域-频域变换,得到一种快捷的空间像模拟途径.通过与标准解析空间像对比,发现该方法的计算精度可达10-4(最大光强归一化).该方法避免了部分相干成像的Hopkins方程中繁琐的积分运算,操作性强、计算精度高.该方法适用于各种灵活多变的曝光成像条件,具备广阔的工程应用前景.     

光学信息处理讲座 第六讲 光学Mellin变换

以傅里叶光学为基础的相干光处理器,能够进行微分、积分、卷积和相关等多种模拟运算.这种运算的实现,是利用一个理想的薄的正透镜的前后焦平面互为傅里叶变换关系进行的.函数f(x,y)的傅里叶变换F(u,v)定义为用傅里叶透镜组成的相干光处理系统,主要通过正逆傅里叶变换和空间滤波来完成多种运算的.同电子计算机比较,它具有信息容量大,计算速度快两大优点.但是,这种光学处理系统只能解决那些空间平移不变的物理问题,也就是只能解决在数学上用这种卷积积分描述的问题.这是因为设叶G(u,叶,F(。,。)和0(。,。)分别是g(X,y),八X,叫和h(X,y)的傅…     

激光传输衍射特性北大核心CSCD

对激光发射系统内的衍射效应进行了模拟计算,利用菲涅耳衍射积分公式的二维傅里叶变换形式,并采用快速傅里叶变换计算方法,讨论了使用快速傅里叶变换计算时二次相位因子满足采样定理的条件,提出了适用于不同传输距离的计算方法,重点对初始光束强度调制对激光传输的影响进行了详细分析。     

干涉条纹快速加窗傅里叶滤波方法的研究

滤波是干涉图像处理中的关键问题之一。为解决加窗傅里叶滤波在干涉条纹处理中运行时间长的问题,采用了快速傅里叶变换算法用以减少计算时间。通过加窗傅里叶变换,克服了傅里叶变换在干涉图相位局部信息不能提取的缺点,提出了一种快速加窗傅里叶滤波方法,实现了干涉条纹的快速滤波。在保证滤波效果的同时,缩短了计算时间,大大提高了干涉条纹处理速度,从根本上解决了加窗傅里叶滤波耗时长的问题,使得加窗傅里叶滤波方法应用于散斑在线检测成为了可能。实验验证了本方法的快速性、有效性和可靠性。     

频率域数字散斑相关方法的研究

提出一种利用二维快速傅里叶变换（ＦＦＴ）经频率域匹配滤波实现数字相关运算以提取散斑图携带位移信息的频率域数字散斑相关方法。该方法因采取快速傅里叶变换、散斑限幅、滤波器优化等措施而减弱了空间域相关方法中不利因素对相关波峰的影响,提出了相关点定位的时效性和精确性。     

几种傅里叶子的深入比较研究

用于模式识别的傅里叶子主要有基于极半径函数、转角函数和曲率函数等三种方法 ,通过比较研究 ,找出一种运算简便且精度高的傅里叶子。对不同的图形用三种方法分别计算出原函数和傅里叶频谱 ,然后从大到小依次选取k个 (k =1,2 ,… ,N)傅里叶系数进行反变换 ,计算出反变换函数与原函数之间存在的误差 ,根据误差随k变化的曲线判断三种方法的优劣。实验结果表明 ,基于极半径函数的傅里叶子最为理想。将它用于孢子的识别和计数 ,正确识别率达 99%。     

A New Simple Ultrahigh Speed Decoding Algorithm for BCH Code

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｍｏｄｅｒｎｄｉｇｉｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｅｎｒｅｑｕｉｒｅｅｒｒｏｒ ｆｒｅｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ .Ｅｒｒｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ .Ａｎｄｉｔｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ｇｒｅａｔｌｙ ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｓ…     

负二进制编码的光学阵列化复数运算

建立一套新颖的光学负二进制并行算法体系，包括加权－移位加法、列阵乘法等。一切运算无符号位、无进位、无再编码。利用两层阵列可实现高精度的复数运算，三层阵列可实现复数矩阵－矢量运算。该算法体系非常适合于光学执行。相应地，文中给出了两层列阵复数相乘光学系统及实验结果。原理上，该算法是可级联的。     

基于Hadoop二阶段并行模糊c-Means数据聚类算法

为了解决Mapreduce机制下算法通信时间占用比过高实际应用价值受限的情况,提出基于Hadoop二阶段并行c-Means聚类算法用来解决超大数据的分类问题。首先,改进Mapreduce机制下的MPI通讯管理方法,采用成员管理协议方式实现成员管理与Mapreduce降低操作的同步化。其次,实行典型个体组降低操作代替全局个体降低操作,并定义二阶段缓冲算法,通过第一阶段的缓冲进一步降低第二阶段Mapreduce操作的数据量,尽可能降低大数据带来的对算法负面影响。最后,利用人造大数据测试集进行仿真实验表明此算法既能保证聚类精度要求又可有效加快算法运行效率。     

Parallel quaternary signed-digit arithmetic operations: addition, subtraction, multiplication and division

A quaternary signed-digit number representations-based arithmetic unit is proposed. The arithmetic unit performs parallel one-step addition (subtraction), multiplication and division. We use the symbolic substitution technique to reduce the number of the computation rules involved in the computation rules. Fast parallel nonrecoded quaternary signed-digit multiplication is proposed using our proposed one-step quaternary signed-digit adder. Also, parallel quaternary signed-digit division is performed in constant time by exploiting an iterative conversion algorithm where in every iterative step a negation operation, an addition operation and two multiplication operations are performed. The execution times of the proposed QSD operations are proportional to log₂ n, where n are the length of operands.     

基于高斯混合模型的多区域并行增长图像分割算法

为克服经典区域增长算法中生长规则以及特征选取的困难,提出了基于高斯混合模型的多区域并行区域增长图像分割算法。首先交互选择多个不同区域的种子点,并利用交互式选择的属于每个区域的子块得到混合模型的个数;然后利用最大期望估计混合模型参数作为区域增长的初始参数,并在增长过程中不停地调节模型参数。为了避免初始种子点位置选择对算法性能的影响,采用了多区域并行竞争增长策略。仿真实验获得了较好的分割效果,表明所提出的算法是合理可行的。     

两层阵列二的补码复数并行算法及其光学实现

提出了直接的二的补码阵列算法，基于混合二的补码表达方式，加法，减法和阵列乘法都能全并行地实现。直接算法克服了传统算法中存在的困难，即原理上对操作数的编码位数无限制，更有效地利用了空间带宽积，卷积后的序更直接加权求和即为两数的乘积，复数运算由包含四个区域的两层阵列完成，并进行了光学实验。     

基于Hadoop大数据平台和无简并高维离散超混沌系统的加密算法

针对目前大数据环境中存在的数据安全问题,提出一种基于Hadoop大数据平台和无简并高维离散超混沌系统的加密算法.算法采用流密码对称加密方式,在Hadoop平台上读取存储于HDFS(Hadoop distributed file system)的大数据,进行分片处理和MapReduce编程后,用Map函数实现数据并行加密和解密,通过Reduce函数实现数据的合并操作并存储于HDFS.该算法具有较好的执行效率.与正李氏指数发生简并的低维混沌系统相比,无简并高维离散超混沌加密算法能提高系统安全性能,李氏指数均为正并且足够大,具有更好的统计特性,可通过严格的TESTU01测试,并行加密的密文之间互相关性很小.密钥参数众多使得估计或辨识难度增大.在密文闭环反馈条件下,具有抵御已知明文攻击和选择明文攻击的能力.     

一种基于多种群对立平行进化策略的DE算法

针对微分进化算法应用于换热网络优化时易陷入局部区域和收敛精度不高的缺点,建立一种多种群对立的平行进化策略的微分进化算法.首先建立原始种群的对立种群;在此基础上,通过原始种群与对立种群的变异操作进行信息共享产生新的试验个体;最后运用多轮对立的思想保持多种群平行进化,使种群在保留当前求解信息的同时又能在求解域内进行更大范围搜索.对换热网络的经典算例计算表明,本文提出的多种群对立平行进化微分进化算法能够有效增强种群多样性,扩大算法的全局搜索能力,跳出局部极值陷阱,得到较好的优化结果.     

Parallel registration algorithm with arbitrary affine transformation

The point clouds scanned by a 3 D laser scanner may be affine transformed when the size and posture of the objects being scanned are different. This type of problem is common, but few algorithms can solve it. Therefore,this Letter proposes a parallel registration algorithm. The algorithm eliminates the effects of the affine matrix in the point cloud, based on a simple whitening operation. Moreover, it also has strong anti-noise performance. The algorithm proposed in this Letter is not only simple in structure, but also shows excellent effects in practical applications and simulations.     

CCD星图模拟器的设计及验证

为了方便星图识别算法和星敏感器性能的测试,设计了一种CCD星图模拟器,开发了星图模拟软件。采用高分辨率显示设备及平行光管模拟无穷远处平行光,实现了高质量星图的模拟。通过高精度QUEST算法求解姿态,对模拟的星图进行了验证。计算了3颗以上恒星的偏航角、俯仰角和滚动角,对100幅模拟星图进行了统计分析,结果显示其定位精度已达98．1％。目前,该星图模拟器已成功用于实际项目,为后续的测试星图识别算法提供了良好的依据,并缩短了开发周期。