基于随机摄动再采样的粒子概率假设密度滤波器

作为概率假设密度滤波的典型实现方式,粒子概率假设密度滤波器无需线性高斯等先验假设,因而在多目标跟踪中得到了广泛的应用。为解决粒子退化问题并保持粒子规模,该滤波器引入了重采样机制,然而,该重采样机制易引起粒子多样性耗尽,导致粒子贫化问题产生。为解决这一问题,该文提出一种新的基于随机摄动再采样的粒子概率假设密度滤波器。首先,全面分析了粒子概率假设密度滤波因粒子贫化问题导致目标失跟的过程。然后设计了一种随机摄动再采样算法,该算法在重采样导致粒子多样性缺失时,根据源粒子的位置与复制次数随机产生相应数目的新粒子,并对源粒子进行删减,其可在保留源粒子信息的前提下保持粒子的多样性。最后,该文将该算法纳入概率假设密度滤波框架,提出了一种新的粒子概率假设密度滤波器。仿真结果表明该滤波器在不显著增加运行时间的前提下能够克服粒子贫化问题,相比标准的粒子概率假设密度滤波器具有更好的跟踪性能。     

时变有色观测噪声下基于变分贝叶斯学习的自适应卡尔曼滤波

针对卡尔曼滤波中观测噪声是有色的且随时间变化这一情形,该文提出基于变分贝叶斯学习的自适应卡尔曼滤波算法。该算法先利用差分法,将时变噪声模型当中的有色观测噪声进行白化处理,从而使模型转换成了过程噪声与观测噪声相关的白噪声模型。考虑噪声相关条件下的卡尔曼滤波,并使之与变分贝叶斯学习结合,将白噪声方差与系统状态变量一起作为参数进行联合的递推估计。仿真结果表明,该自适应算法对时变的噪声具有较好的跟踪效果,相对经典卡尔曼滤波有着较高的滤波精度,最终得到时变有色观测噪声下的状态估计。     

一种机载相控阵雷达杂波抑制的空时块对消器设计方法

机载雷达的工作参数决定了地杂波在角度-多普勒空间的分布轨迹,该文首先在充分利用载机速度和雷达工作参数等先验信息的基础上,构建了机载相控阵雷达的杂波矩阵模型。然后基于空时等价性原理,提出了一种杂波空时块对消器的设计方法,该方法通过构造一个空时2维非自适应滤波器以对消杂波。仿真实验表明,该对消器可作为杂波预处理器,能有效改善常规MTI处理和降维STAP算法的杂波抑制性能。     

短孔径ISAR方位定标

短时间观测下的逆合成孔径雷达成像在应用中具有较多的优势。该文针对短孔径观测提出一种利用有限次脉冲实现ISAR方位定标的方法。基于ISAR图像的稀疏特征,利用压缩感知理论提高ISAR成像的分辨率,有效提高了散射中心定位精度。此外,基于2维快速傅里叶变换和极坐标映射的方法利用相关法进行转动角速度估计,同时利用压缩感知精确估计相关函数的峰值位置,提高转动角速度的估计效率和精度,最终实现目标的方位定标。仿真和实测数据实验结果验证了该方法的有效性。     

基于Gabor幅值特征和相位特征相融合的ISAR像目标识别

该文提出一种基于Gabor小波变换幅值特征和相位特征相融合的ISAR像目标识别算法。首先将ISAR像进行Gabor多尺度分析,对不同尺度、不同方向的Gabor幅值图像划分为若干矩形不重叠的子块,分别计算每个子块的直方图分布,将其联合起来作为Gabor的幅值特征;然后结合象限二进制编码和局部异或算子提取Gabor相位信息的局部相位模式,对得到的局部相位模式同样提取分块直方图特征;再把提取的幅值特征和相位特征相融合作为ISAR像最终的Gabor特征;最后在2统计量作为不相似度量计算的特征空间里,采用最近邻分类器完成5类目标的分类识别。通过使用Greco电磁软件仿真的5类目标的ISAR数据对该方法进行目标识别的验证,并与目前已有的几种Gabor特征提取方法进行了对比,结果表明,该方法是可行且有效的,能够明显地提高识别率。     

杂波环境下发射-接收联合优化的自适应滤波方法

为了提高杂波环境下起伏目标的幅度估计精度,该文提出一种基于最小均方误差准则的发射-接收联合优化自适应滤波方法。首先发射一组探测信号得到接收窗外散射中心的幅度估值,然后利用该信息自适应地优化相位调制信号以抑制接收窗外强散射中心的旁瓣干扰,最后根据各个散射中心的幅度统计信息对回波进行自适应滤波处理。该方法实现了接收机到发射机的闭环反馈,在多脉冲回波的处理上提高了估计精度并降低了运算复杂度。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法

在分析盲元特性的基础上,依据形态学开闭运算对尖峰信号的滤波性质,提出了一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法。选取合适的结构元素,运用开闭运算的滤波作用对图像进行平滑处理,从平滑图像中减去其均值得到阵列噪声响应图像,选取合适的图像均值的倍数作为检测阈值。对阵列图像进行开闭运算并与平滑图像取差后得到对过亮及过暗像素增强的图像,每个像素与阈值进行比较判别出盲元。     

基于小波域热红外降质图像滤波增强方法研究

随着现代网络传输和视频通信技术的快速发展,大大拓宽了热红外图像的应用领域.提出了一种基于小波变换的热红外将质图像滤波增强方法.该方法以受到不同强度高斯白噪声和脉冲噪声构成的混合噪声模型的热红外降质图像为研究对象,首先对其进行二维小波变换,从而获得高频和低频小波分解系数;鉴于低频小波分解系数包含图像大部分信息,基本不受噪声干扰的特点,引入直方图均衡化法进行增强处理,以改善图像低频信息的对比度;根据各方向的小波高频分解系数中噪声的分布特征,对经典数学形态学滤波算法进行研究,分别设计出几类多尺度多方向的结构元素,实现对各高频小波分解系数中噪声的三级串联滤波处理,在此基础上进行自适应同态滤波增强,以最大限度改善滤波后图像质量.最后进行小波分解系数重构.实验结果表明,该算法对于热红外将质图像的处理效果优于单纯进行经典数学形态学滤波和已有的改进数学形态学滤波,为该类降质图像的滤波增强处理提供了一条可供借鉴的思路.     

一种小波域改进双边滤波的水果图像去噪算法

采用机器人实现水果的自动化精确采摘是现代水果采摘技术发展的基本趋势之一。但由于成像条件以及机器人自身电子电路等因素的影响,使得所获取的图像或多或少存在大量噪声。将小波变换与双边滤波算法有机结合,提出了一种针对水果图像中颗粒噪声的滤波算法。该算法首先对噪声图像实现小波分解,对于各高频子图像,给出了相似像素的基本定义并分别设计出尺寸为5的多方向的相似像素检测窗口;然后根据检测窗口中相似像素的个数与检测窗口全部像素点个数的比值大小,分别采用自适应双边滤波算法和改进加权中值滤波算法加以处理。最后实现小波系数重构。实验仿真结果表明,该滤波算法性能优于双边滤波算法以及小波域双边滤波算法,对于农产品视觉图像、基于流媒体技术设施现场采集的图像处理等领域也具有一定的参考价值。     

线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法

以汉明窗为代表的加权方法在抑制线性调频信号的匹配滤波输出峰值旁瓣的同时展宽主瓣,致使距离分辨力下降。为兼顾旁瓣抑制和高距离分辨力的需求,该文提出一种新的主瓣不展宽旁瓣抑制方法。该方法首先将匹配滤波和加权处理的输出幅度进行归一化处理,然后逐点进行比较,再取各点对应的最小值作为最终的输出数据。该方法兼取了匹配滤波和加权处理的优点,其-3 dB主瓣展宽系数与匹配滤波相比仅为1,而旁瓣抑制性能和对应的加权处理相当。仿真结果和湖上试验验证了该方法的有效性。