基于光学相关的多目标检测

运用傅里叶变换相关识别技术实现了无畸变、有平移多目标的检测。在此基础上讨论了图像边缘信息和非边缘信息对相关性能的影响。运用分数傅里叶变换相关识别技术实现了目标图像存在尺度、旋转畸变而无平移变化时的目标检测。结果表明,分数傅里叶变换的级次选择对目标图像的旋转和尺度畸变有一定的补偿作用。在分数傅里叶变换相关中,通过简单的级次调节可实现一定范围内的旋转、尺度畸变不变识别。     

利用分数傅里叶变换相关实现散斑相关测量

提出了一种在匹配滤波相关中利用分数傅里叶变换代替傅里叶变换实现散斑相关测量的方法.利用分数傅里叶变换的指数性质，采用把移变后的散斑图像先进行相位调制，再进行分数傅里叶变换的方法，有效地解决了分数傅里叶变换的移变性带来的谱移问题.编程模拟和拉伸试件位移场测量的结果表明，只要选择合适的分数傅里叶变换级次和相位调制函数，可以得到优于傅里叶变换相关的理想输出.     

分数傅里叶域数字水印算法

基于离散分数傅里叶变换(DFRFT)快速算法发展了一种分数傅里叶谱域图像水印算法.该算法根据分数傅里叶变换谱具有空域和频域双域信息表达能力,分别对原始图像和所加水印信息进行不同级次的分数傅里叶变换,提取水印分数傅里叶谱的低频成分并直接将其叠加到原始图像的分数傅里叶谱中的对角像元上,然后再进行逆变换得到水印图像.在JPEG压缩、图像旋转及剪切等攻击方式下,对该水印算法进行了鲁棒性分析,数值实验表明该水印算法具有良好的抗攻击性和安全性.     

双重分数傅里叶变换计算全息

提出了双重分数傅里叶变换计算全息，在这种方法中，将两个图像的信息分别经不同阶的分数傅里叶变换后，记录在同一张分数傅里叶变换计算全息图上，它需要两个特定的分数傅里叶变换系统才能再现出所记录的图像信息，利用其再现方式的特殊性，可制成一种新的安全认证系统。     

强非局域非线性介质中的互诱导分数傅里叶变换

在强非局域非线性介质中,用强抽运光可以诱导另一弱信号光实现互诱导分数傅里叶变换效应.信号光的分数傅里叶变换阶数与传输距离和抽运光功率有关,当传输距离不变时与抽运光功率的开方成正比.互诱导分数傅里叶变换是实现光控光的又一方法,其特性有助于研发新型的分数傅里叶变换器件,并在光信息处理、光学成像等多个领域有潜在的应用. 关键词： 分数傅里叶变换 非局域介质 互诱导 光孤子     

应用联合分数傅里叶变换相关器识别多个物体

通过理论分析和计算机仿真研究了联合分数傅里叶变换相关器对多个物体的识别.结果表明联合分数傅里叶变换相关器与基于傅里叶变换的联合变换相关器相比有了较大的改善,提高了目标探测的灵敏性.     

分数傅里叶变换啁啾滤波

针对常规傅里叶变换所不能解决的啁啾噪声滤除问题，利用Wigner分布函数分析分数傅里叶变换的空域和频域特性，提出在分数傅里叶变换域进行啁啾滤波的方法。并将该方法应用到图像处理中，对分数傅里叶变换滤除一维和二维图像的啁啾噪声进行了计算机仿真，获得了满意的效果，结果表明该方法在图像处理中的有效性。     

不对称离散分数傅里叶变换实现数字图像的加密变换

利用不对称分数傅里叶变换的特性,提出了一种图像加密变换的新方法。对图像的x,y方向分别实施不同级次的一维分数傅里叶变换,得到加密图像。解密方法就是对变换后的图像实施对应级次的分数傅里叶逆变换,只有当x,y方向的逆变换级次分别与原变换级次都相同或者满足周期条件时,才能恢复原图像。加密变换有效地提高了图像加密和防伪力度。数值计算验证了方法的正确性和可行性。     

光束分数傅里叶变换几何特性的相空间束矩阵分析方法

提出一种分析傍轴光束分数傅里叶变换几何特性的相空间束矩阵变换的简单方法. 以分析椭圆高斯光束分数傅里叶变换几何特性为例，研究表明，利用本方法讨论傍轴束分数傅里叶变换的几何特性简单可靠、从几何图像理解傍轴束分数傅里叶变换清晰直观. 为研究光束传输变换的特性提供了一种简单方便的新途径. 关键词： 相空间束矩阵 分数傅里叶变换 椭圆高斯光束     

基于联合广义分数相关器的相关峰特性分析

分析了联合广义分数傅里叶变换相关器相关峰的特性,得到通过改变广义分数傅里叶变换的系统参量可以提高广义分数相关峰性能的结论.进行了数值模拟和光学实验,并根据两者的结果对四个相关峰的性能指标相关峰强度最大值、峰能比、识别能力、信噪比进行了比较分析,说明只要适当控制系统参量,联合广义分数傅里叶变换相关器比联合分数傅里叶变换相关器具有更好的相关性能,有助于提高光学相关器识别的准确率.     

Short-time fractional Fourier methods for the time-frequency representation of chirp signals

The fractional Fourier transform (FrFT) provides a valuable tool for the analysis of linear chirp signals. This paper develops two short-time FrFT variants which are suited to the analysis of multicomponent and nonlinear chirp signals. Outputs have similar properties to the short-time Fourier transform (STFT) but show improved time-frequency resolution. The FrFT is a parameterized transform with parameter, a, related to chirp rate. The two short-time implementations differ in how the value of a is chosen. In the first, a global optimization procedure selects one value of a with reference to the entire signal. In the second, a values are selected independently for each windowed section. Comparative variance measures based on the Gaussian function are given and are shown to be consistent with the uncertainty principle in fractional domains. For appropriately chosen FrFT orders, the derived fractional domain uncertainty relationship is minimized for Gaussian windowed linear chirp signals. The two short-time FrFT algorithms have complementary strengths demonstrated by time-frequency representations for a multicomponent bat chirp, a highly nonlinear quadratic chirp, and an output pulse from a finite-difference sonar model with dispersive change. These representations illustrate the improvements obtained in using FrFT based algorithms compared to the STFT.     

Novel optical image encryption scheme based on fractional Mellin transform

A novel nonlinear image encryption scheme is proposed by introducing the fractional Mellin transform (FrMT) into the field of image security. As a nonlinear transform, FrMT is employed to get rid of the potential insecurity of the optical image encryption system caused by the intrinsic object-image relationship between the plaintext and the ciphertext. Different annular domains of the original image are transformed by FrMTs of different orders, and then the outputs are further encrypted by comprehensively using fractional Fourier transform (FrFT), amplitude encoding and phase encoding. The keys of the encryption algorithm include the orders of the FrMTs, the radii of the FrMT domains, the order of the FrFT and the phases generated in the further encryption process, thus the key space is extremely large. An optoelectronic hybrid structure for the proposed scheme is also introduced. Numerical simulations demonstrate that the proposed algorithm is robust with noise immunity, sensitive to the keys, and outperforms the conventional linear encryption methods to counteract some attacks.     

水下回波处理中分数阶傅里叶变换的带通采样实现方法

利用球形压电陶瓷自身所具有的耐压能力,采用径向极化空气背衬压电球壳换能器作为声学接收敏感元件,设计并制作了一种球形耐压水听器。首先对其低频开路接收灵敏度和谐振频率等声学特性进行了分析和有限元仿真,然后对其强度和稳定性等耐压性能进行了分析和有限元仿真,最后对其声学性能和耐压能力进行了测试。测试表明,该球形耐压水听器的直径为36 mm,工作频段为50 Hz10 kHz,低频接收灵敏度为􀀀198:4 dB(0 dB=1 V/Pa),等效自噪声谱级为46.5 dB@1 kHz,其耐压深度可达3000 m。该耐压水听器为大深度水听器设计提供了参考,在深水声学领域具有重要的应用价值。     

Modified computational integral imaging-based double image encryption using fractional Fourier transform

In this paper, we propose an image encryption technique to simultaneously encrypt double or multiple images into one encrypted image using computational integral imaging (CII) and fractional Fourier transform (FrFT). In the encryption, each of the input plane images are located at different positions along a pickup plane, and simultaneously recorded in the form of an elemental image array (EIA) through a lenslet array. The recorded EIA to be encrypted is multiplied by FrFT with two different fractional orders. In order to mitigate the drawbacks of occlusion noise in computational integral imaging reconstruction (CIIR), the plane images can be reconstructed using a modified CIIR technique. To further improve the solution of the reconstructed plane images, a block matching algorithm is also introduced. Numerical simulation results verify the feasibility and effectiveness of the proposed method.     

联合分数变换相关器的分数相关特性分析

从分数傅里叶变换（FRFT）的定义出发，理论分析了联合分数变换相关器（JFRTC）的分数相关特性.从所得JFRTC的数学表达式中可以看出，将FRFT应用到联合变换相关器（JTC）中得到的JFRTC具有与传统JTC不同的性质.对于传统JTC，一旦输入平面上参考图像与目标图像之间的距离给定，相关输出峰的位置即确定，而JFRTC的相关输出峰的位置则可以由分数级次p₁和p₂来自由调节，这个特性在实际模式识别中非常有用.另一方面，JFRTC的相关输出峰值在大多数情况下低于传统JTC的相关峰值，却是JFRTC的一大缺点.最后，从FRFT的比例性质出发，给出了FRFT谱畸变不变的实现条件，并由此预言了JFRTC畸变不变模式识别的功能.     

分数傅里叶变换滤波优化算法及滤波器设计

分数傅里叶变换（FrFT, fractional Fourier transform）是经典傅里叶变换的一种表现形式，可理解为在时 频平面中坐标轴系以原点为轴逆时针旋转一定的角度。通过数学推导，对能否利用分数傅里叶变换进行信号滤波，滤波的优化算法如何，以及滤波器有哪些设计结构等问题进行深入的研究，指出分数傅里叶变换适用于非平稳信号滤波。采用Matlab进行了数值仿真实验。实验结果表明：在信号滤波方面，由于傅里叶变换在处理某些数据时有局限性，因此分数傅里叶变换与傅里叶变换相比具有显著的优势。最后给出FrFT滤波器的设计思想。     

Novel single-channel color image encryption algorithm based on chaos and fractional Fourier transform

A new color image encryption algorithm based on fractional Fourier transform (FrFT) and chaos is proposed. The colors of the original color image are converted to HSI (hue-saturation-intensity), and the S component is transformed by the random-phase encoding based on FrFT to obtain a new random phase. The I component is transformed by double random-phase encoding based on FrFT using the H component and the new random phase as two phase plates. Then chaos scrambling technology is used to encrypt the image, which makes the resulting image nonlinear and disorder both in spatial domain and frequency domain. Additionally, the ciphertext is not a color image but a combination of a gray image and a phase matrix, so the ciphertext has camouflage property to some extent. The results of numerical simulations demonstrate the effectiveness and the security of this algorithm.     

运动目标激光微多普勒效应平动补偿和微动参数估计

利用激光探测微多普勒效应可以精确估计微动参数,有利于实现目标的准确分类和精细识别.运动目标的微多普勒效应是一种由多项式相位信号模型与正弦调频模型组成的混合信号.对于这类混合信号中的微动参数估计目前还未提出有效的方法.对此,本文提出一种基于分数阶傅里叶变换(Fr FT)的平动补偿方法,通过设计对Fr FT参数域的带宽搜索方法,可以从混合信号中精确估计平动参数,实现平动和微动的分离;通过设计静态参数粒子滤波器,从补偿后的信号中准确估计了微动参数;针对静态参数模型,采用马尔可夫-蒙特卡罗方法增加粒子多样性,并利用累积残差定义新的粒子权重计算函数,保证了算法在对多维参数估计时的快速有效收敛,避免了参数分别估计时误差传递的影响.通过仿真分析对比和实验数据,验证了本文所提补偿和参数估计算法的有效性.     

一种基于角谱理论的光学FRFT的数值模拟算法

以角谱传播理论和分数傅里叶变换(FRFT)的单透镜和双透镜光学实现单元为理论基础,提出了一种基于实际光学结构的光学FRFT的数值模拟算法,推导了该算法中采样间隔的选取方法,并利用Matlab语言编写了相应的处理程序,将该程序对方孔分数傅里叶变换的计算结果与实际实验结果相比较,结果表明该算法是实际光学结构在理想情况下的模拟,因此,该数值计算在一定程度上可以代替柱面镜对光场实现分数傅里叶变换,也可以为实际实验提供很好的参考和指导。