门控卷积神经网络多通路声学回声消除算法*

多通路声重放系统能够增强听者的现实感与空间感,但在免提通信条件下,其不可避免会受到噪声和回声干扰,严重影响通信质量。针对上述问题,本文提出了一种基于门控卷积循环神经网络的多通路声学回声消除和噪声抑制方法。该方法以传声器接收信号和重放声道的压缩复数谱为网络输入,以近端语音的压缩复数谱为网络的输出目标,直接从传声器拾取信号中恢复近端纯净语音,无需对声重放信号进行去相关处理,解决了传统自适应滤波方法中存在的非唯一解问题,同时保证了多通路声重放质量。仿真和真实声学环境实验均表明本文所提出的方法可显著消除多通路声重放系统的噪声和回声,在语音质量和回声返回衰减增益方面均优于传统算法。     

基于模式搜索的自适应干扰抵消器算法的研究

为了减小同址干扰对接收机性能的影响,设计了一种基于正交矢量合成的自适应干扰抵消器;根据其中控制单元提取出的数据的特点,提出了将模式搜索算法(PSA)作为控制器算法,并对其进行了改进;利用实际测量的数据进行了仿真分析,结果表明,相比于PSA算法、模拟退火算法、遗传算法,改进后的PSA算法具有更快的收敛速度,同时收敛精度相差无几;最终的实现结果也证明了该方法可满足性能要求。     

基于GS加权改进算法的相位恢复

阐述了GS算法用于相位恢复的原理,并对算法的应用范围进行了扩展,不再局限于已知光瞳面和焦平面光强的情况。仿真中,选取了光束自由传输的两个垂轴截面,利用光强分布,采用了GS迭代算法对常见的几种波前畸变进行了恢复。针对相位恢复中GS算法收敛速度慢和精度低的问题,提出了迭代过程中,在光束输入端和输出端分别进行加权改进,给出了加权系数取值范围。仿真结果表明,这种改进有利于算法跳出局部极值,在加权值取1.2时,针对象散像差的恢复中,速度和精度提高了2倍左右,对一些其它常见像差的恢复精度也有所提高。     

基于GS加权改进算法的相位恢复

阐述了GS算法用于相位恢复的原理,并对算法的应用范围进行了扩展,不再局限于已知光瞳面和焦平面光强的情况。仿真中,选取了光束自由传输的两个垂轴截面,利用光强分布,采用了GS迭代算法对常见的几种波前畸变进行了恢复。针对相位恢复中GS算法收敛速度慢和精度低的问题,提出了迭代过程中,在光束输入端和输出端分别进行加权改进,给出了加权系数取值范围。仿真结果表明,这种改进有利于算法跳出局部极值,在加权值取1.2时,针对象散像差的恢复中,速度和精度提高了2倍左右,对一些其它常见像差的恢复精度也有所提高。     

改进的QPSO算法在电网故障诊断系统中的应用

电网故障诊断系统通常基于建立的解析模型,通过分析保护和断路器的动作信息来推断可能的故障位置,从而识别保护与断路器的故障元件和误动作。本文根据保护动作原理,构建了一种改进的解析模型,并采用改进的量子粒子群算法对其目标函数进行优化求解。该模型不仅充分考虑到了保护和断路器的误动与拒动、断路器失灵保护等问题,且能辨识告警信息的误报和漏报。实验结果表明改进的算法不仅使故障诊断结果更精确,并能使故障情况很清晰的表示出来,有利于故障的及时恢复,同时使模型的运算速度和稳定性也进一步得到了提高。     

一种基于蚁群算法的边缘提取算法

提出一种基于梯度定义和蚁群算法的边缘提取算法.根据梯度在边缘处的直观响应,提出自适应的边缘特征定义,并结合蚁群算法的特性,令蚂蚁遗留不同等级的信息素.根据搜索权值矩阵得到尽量平滑的边缘,最终的边缘通过自动阈值进行提取.实验表明：该算法的性能在同样的智能算法和经典的边缘检测算子中表现良好,并对噪音不敏感.     

一种基于蚁群算法的边缘提取算法

提出一种基于梯度定义和蚁群算法的边缘提取算法.根据梯度在边缘处的直观响应,提出自适应的边缘特征定义,并结合蚁群算法的特性,令蚂蚁遗留不同等级的信息素.根据搜索权值矩阵得到尽量平滑的边缘,最终的边缘通过自动阈值进行提取.实验表明:该算法的性能在同样的智能算法和经典的边缘检测算子中表现良好,并对噪音不敏感.     

同伦正则化算法求解多宗量瞬态热传导反问题

以Bregman距离函数作为正则化泛函,建立了多宗量瞬态热传导反演的一种求解模式,可对导热系数和边界条件等进行联合识别.时域上采用精细算法进行离散,并应用同伦算法进行求解.对信息的测量误差和初值选取作了初步探讨,并进行了数值验证.     

基于统计逼近的Stoilov改进算法

Stoilov算法是近几年提出的一种相移量任意的等步长相移算法,它无须知道相移量的大小,只要保证相移步长相等,就可以解算出物体表面的截断相位,因而在三维测量领域中倍受人们关注.但Stoilov算法的表达式过分依赖采集的变形条纹图像的光强,存在对光强的减法、除法和开方等运算,使相位计算时在某些位置会出现分子分母为零,开方出现复数等奇异现象,会导致算法算错或者相位展开出错,致使三维重构表面会出现畸变、失真,甚至无法进行三维重构.因此提出了一种基于统计逼近的方法对Stoilov算法进行修正,有效抑制了奇异现象引入的相位误差,提高了三维测量精度.实验验证了其算法的有效性和适用性.     

基于改进PID算法横列式双旋翼无人机系统

横列式双旋翼无人机相较于传统固定旋翼无人机具有更强的机动性与续航能力,但是传感器测量误差会影响其控制精度。针对这一问题,在理论模型方面完成了动力学模型的推导并整定了相关物理参数;在控制算法方面自主开发三轴加速度计误差补偿算法,并创新性将该算法与传统PID控制算法结合形成改进串级双闭环PID算法,可以实现对三轴加速度计测量值累积误差的抑制,同时利用Simulink进行了30次系统控制仿真,仿真结果表明：改进PID算法理论上针对y轴位移、滚转角、俯仰角与偏航角可分别降低约78%、26%、19%与44%系统超调量;在实验测控方面搭建了试验样机+测控地面站系统,最终完成10组空中悬停对比实验。实验结果表明：改进PID算法试验样机悬停高度、滚转角、俯仰角与偏航角的稳态误差较传统PID算法减少约35.68%、49.04%、2.33%与55.96%,验证了改进控制算法的精度与实际有效性。     

两阶段复数谱卷积循环网络立体声回声消除

提出了一种两阶段复数谱卷积循环网络(CRN)的立体声回声消除(SAEC)算法,该算法无需对立体声信号进行去相关,因而能够在保证立体声音质和空间感的同时,解决自适应滤波SAEC算法非唯一解问题。所提算法采用两个阶段进行回声消除,第一阶段根据传声器接收信号和参考信号估计回声信号,第二阶段将估计回声信号作为先验信息,联合传声器接收信号作为输入特征,估计近端语音。相对于单阶段CRN算法,该方法能够提高网络对回声和近端语音的区分度,有助于近端语音的提取。另外,网络的输入特征和训练目标均采用复数谱,降低了近端语音的相位估计误差,因而可以进一步提升算法性能。实验表明,基于两阶段复数谱CRN的SAEC算法在单端讲话时的回声抑制量和双端讲话时的语音质量都明显优于传统算法以及单阶段CRN算法。     

An improved post-filter of acoustic echo canceller based on subband implementation

In this paper, an effective post-filter structure for subband-based acoustic echo cancellation (SAEC) is proposed. Compared with the current subband-based post-filters, the proposed one can more consistently suppress the background noise, as well as the residual echoes. To reduce the effects of the distortion of the near-end speech, two alternative modified versions of the post-filter are proposed, which guarantees the quality of speech communications. The proposed post-filters are seamlessly combined with the subband-based AEC system with quite small computational burden. The instrumental evaluation and listening test both demonstrate the superiority of the post-filters.     

基于不动点理论的多系统兼容接收机频点选择问题的研究与遗传算法实现

基于不动点理论研究了多系统兼容接收机的频点选择问题,并引入遗传算法解决了这一问题.将Banach不动点理论引入频点空间,提出并证明了频点空间中频点集的遗传进化过程反映了频点空间呈现出的一种不动点物理特性;经过频点空间算子的足够多次的反复遗传进化作用,频点空间中的任一迭代序列源频点集都将最终收敛于唯一不动点目标频点集,而该不动点目标频点集中的目标频点即为该频点选择问题的最优解.完成了遗传算法应用于频点选择问题的理论研究与实现.仿真结果表明,该算法能够有效地解决多系统兼容接收机的频点选择问题. 关键词： 多系统 接收机 遗传算法 不动点     

视听系统声干扰的自适应抵消

对一个用语音遥控的视听系统而言，视听系统本身所发出的声音常常造成语音识别的错误，本文所采用的自适应声干扰低消技术能有效地降低这种声干扰，基于自适应声干扰抵消最佳性能的分析，导出了抵消性能与权系数的个数以及混响时间的表达式，并实时地实现了带有１０２４个权系数的自适应声干扰抵消系统。在一般居室中，声干扰的抵肖可达２６ｄＢ。     

一种改进的代表点匹配算法在稳像技术中的应用

提出一种用于电子稳像技术改进的代表点匹配算法。通过合理的划分区域,保证在区域内各点运动的一致性,利用代表点匹配算法确定各区域内的运动矢量,并把其代入变换模型可得关于旋转、平移和变焦等信息的线性方程组,求其方程的解得全局运动矢量。利用该方法的特点是,具有速度快,并能求出平移运动和旋转运动参数,实现图像运动的平移和旋转补偿。实验表明,改进的稳像算法对于提高动态图像的稳定性具有较好的效果。     

风速对声点阵立靶系统建模及算法的影响研究

室外靶场中点阵声学立靶应用时风对报靶精度有较大影响。使用几何方法推导了激波到达时间、矢量风速、弹丸速度和入射角、着靶位置之间的模型方程,然后将激波到达时间显式表述。该显式表达式可简化非线性最小二乘法求解并加速了收敛性,可同时求得弹丸着靶位置以及速度、入射角,可适用于不同的传感器阵列样式。通过仿真给出了风速对报靶精度影响的误差图。     

An improved algorithm for detecting point of impact in anisotropic inhomogeneous plates

Conventional triangulation techniques fail to correctly predict the acoustic source location in anisotropic plates due to the direction dependent nature of the elastic wave speeds. To overcome this problem, Kundu et al. [1] proposed an alternative method for acoustic source prediction based on optimizing an objective function. They defined an objective function that uses the time of flight information of the acoustic waves to the passive transducers attached to the plate and the wave propagation direction (θ) from the source point to the receiving sensors. Some weaknesses of the original algorithm proposed in Ref. [1] were later overcome by developing a modified objective function [2]. A new objective function is introduced here to further simplify the optimization procedure and improve the computational efficiency. A new algorithm for source location is also introduced here to increase the source location accuracy. The performance of the objective function and source location algorithm were experimentally verified on a homogeneous anisotropic plate and a non-homogeneous anisotropic plate with a doubler patch. Results from these experiments indicate that the new objective function and source location algorithm have improved performance when compared with those discussed in Refs. [1] and [2].     

光纤声传感反正切解调的采样率与信号幅度关系

针对光纤光栅声传感系统反正切解调算法中采样率与声场幅度相关这一现象,计算分析了正弦声信号、高斯脉冲声信号在3种不同反正切算法下幅度与采样率的关系,用脉冲声信号进行了实验验证,并从相位展开方式的判据出发予以机理解释,以期望在应用前可根据声场、传感器灵敏度等选择恰当的采样率。数值计算和实验结果表明,这3种方式需要的采样率均与信号幅度呈线性关系,分别需要一个声周期内采样点数为信号幅度的8倍、4倍和2倍。此外,还将3种方式与微分-交叉相乘算法在软件计算时的实时性和计算精度进行了比较,在满足采样率要求时三者均较微分-交叉相乘算法的表现更佳。     

垂直水声通信中的伪随机序列精确定时算法*

针对垂直水声通信中时变多普勒引起的定时偏差问题,研究一种基于伪随机序列的迭代定时估计及补偿算法。该方法利用伪随机序列作为同步信号,分三步估计时变多普勒：采用低复杂度的模糊函数法粗补偿接收信号内的平均多普勒;通过迭代插值法实现残留时变多普勒的精确估计及补偿;利用基于信道相关函数的相位信息,纠正均衡后信号的偏转相位。为实现高阶海试数据的有效解调,采用基于伪随机序列均方误差的多通道加权合并方式,获得空间分集增益。仿真及海试数据处理结果证明所提方法具有良好的时变多普勒估计及补偿性能,同时对30个通道内的1024QAM数据进行合并处理,在500 m的通信距离下,误码率为0.04,信道容量达到7.6 bits/symbol。与传统数据帧结构相比,无需使用线性调频信号,可以提高有效数据传输率。     

腔光子-自旋波量子耦合系统中各向异性奇异点的实验研究

通过耦合三维微波腔中光子和腔内钇铁石榴石单晶小球中的自旋波量子形成腔-自旋波量子的耦合系统,并通过精确调节系统参数在该实验系统中观测到各向异性奇异点.奇异点对应于非厄米系统中一种特殊状态,在奇异点处,耦合系统的本征值和本征矢均简并,并且往往伴随着非平庸的物理性质.以往大量研究主要集中在各向同性奇异点的范畴,它的特征是在系统参数空间中沿着不同参数坐标趋近该奇异点时具有相同的函数关系.在这篇文章中,主要介绍实验上在腔光子-自旋波量子耦合系统中通过调节系统的耦合强度和腔的耗散衰减系数两条趋近奇异点的路径而实现了各向异性奇异点,具体分别对应于在趋近奇异点时,本征值的虚部的变化与耦合强度和腔的衰减系数的变化会有线性和平方根不同的行为.各向异性奇异点的实现有助于基于腔光子-自旋波量子耦合系统的量子信息处理和精密探测器件的进一步研究.