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基于时频特征的卷积神经网络跳频调制识别 被引量:16
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作者 李红光 郭英 +1 位作者 眭萍 齐子森 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1945-1954,共10页
针对人工设计特征表征能力不足,提取难度大的问题,提出基于卷积神经网络(CNN)的跳频信号调制方式识别系统.该系统通过训练学习跳频信号时频图特征,将调制方式识别问题转化为图像识别问题.采用组合时频变换方法对跳频信号进行时频变换得... 针对人工设计特征表征能力不足,提取难度大的问题,提出基于卷积神经网络(CNN)的跳频信号调制方式识别系统.该系统通过训练学习跳频信号时频图特征,将调制方式识别问题转化为图像识别问题.采用组合时频变换方法对跳频信号进行时频变换得到二维时频图;经过自适应维纳滤波算法滤除背景噪声,提高系统抗噪性;采用连通域检测和双线性插值算法提取跳频信号每跳时频图,对时频图大小进行重置调整;将已处理的时频图输入到设计的11层卷积神经网络中进行训练学习,通过在输出层增加Softmax分类器,实现跳频调制方式分类识别.仿真结果表明,该系统在信噪比为–4 dB条件下,对跳频信号BPSK、QPSK、8PSK、SDPSK、QASK、16QAM、32QAM和GMSK共8种调制方式的平均识别率达到92.54%. 展开更多
关键词 跳频信号 调制识别 卷积神经网络(CNN) 时频变换 卷积层
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基于欠定盲源分离的同步跳频信号网台分选 被引量:12
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作者 李红光 郭英 +3 位作者 张东伟 杨银松 齐子森 眭萍 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期319-328,共10页
针对同步跳频(FH)网台分选问题,该文提出一种基于时频域单源点检测的欠定盲源分离(UBSS)分选算法。该算法首先对观测信号时频变换,利用自适应阈值去噪算法消除时频矩阵背景噪声,增加算法抗噪性能,然后根据信号绝对方位差算法进行单源点... 针对同步跳频(FH)网台分选问题,该文提出一种基于时频域单源点检测的欠定盲源分离(UBSS)分选算法。该算法首先对观测信号时频变换,利用自适应阈值去噪算法消除时频矩阵背景噪声,增加算法抗噪性能,然后根据信号绝对方位差算法进行单源点检测,有效保证单源点的充分稀疏性,并通过改进的模糊值聚类算法完成混合矩阵和2维波达方向估计,降低噪声和样本集分布差异对聚类结果的影响,提高估计精度。最后采用变步长的稀疏自适应子空间追踪(SASP)算法对源信号进行重构恢复。仿真实验表明,该算法在低信噪比(SNR)条件下,跳频信号波达方向估计和恢复精度较高,能够有效完成同步跳频信号的盲分离。 展开更多
关键词 网台分选 时频变换 单源点检测 混合矩阵
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基于时频能量谱纹理特征的跳频调制方式识别 被引量:15
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作者 李红光 郭英 +1 位作者 眭萍 齐子森 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期20-29,共10页
针对跳频通信调制方式识别问题,提出了一种基于时频能量谱纹理特征的跳频调制方式识别方法。该方法首先采用平滑伪Wigner-Ville分布算法获取跳频信号时频图,并经过二维维纳滤波去除时频图背景噪声,提高低信噪比条件下时频图清晰度;然后... 针对跳频通信调制方式识别问题,提出了一种基于时频能量谱纹理特征的跳频调制方式识别方法。该方法首先采用平滑伪Wigner-Ville分布算法获取跳频信号时频图,并经过二维维纳滤波去除时频图背景噪声,提高低信噪比条件下时频图清晰度;然后采用连通域检测算法提取每跳信号的时频能量谱并将其转化为时频灰度图,计算其直方图统计特征和灰度共生矩阵特征组成22维特征向量;最后通过参数优化后的支持向量机分类器对特征集进行训练、分类和识别。仿真实验表明,所提取的多维特征向量具有较强的表征能力,避免了由单一特征相似性引起的误判问题,在信噪比为-4dB的条件下,对跳频信号BPSK、QPSK、SDPSK、QASK、64QAM和GMSK共6种调制方式的平均识别正确率达到91.4%。 展开更多
关键词 跳频调制识别 时频能量谱 时频灰度图 直方图统计 灰度共生矩阵
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高效的多跳频信号2D-DOA估计算法 被引量:4
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作者 于欣永 郭英 +4 位作者 张坤峰 眭萍 李雷 李红光 孟涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1363-1370,共8页
为了利用跳频信号的空域特征参数辅助多跳频信号的网台分选,在空时频分析的基础上,提出一种基于多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)对称压缩谱(MUSIC symmetrical compressed spectrum,MSCS)的多跳频信号二维波达方向(... 为了利用跳频信号的空域特征参数辅助多跳频信号的网台分选,在空时频分析的基础上,提出一种基于多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)对称压缩谱(MUSIC symmetrical compressed spectrum,MSCS)的多跳频信号二维波达方向(two dimensional direction of arrival,2D-DOA)高效估计算法。首先根据跳频信号的时频域特征,构建每一跳的空时频矩阵(spatial time-frequency distribution,STFD),获取时频域的协方差矩阵;然后将共轭子空间的思想引入到MUSIC算法中,通过对噪声子空间及其共轭的交集进行奇异值分解,实现噪声子空间的降维;最终通过半谱搜索实现2D-DOA的高效估计。同时为了提高低信噪比条件下算法的性能,在时频图处理过程中采用形态学滤波进行去噪,并在修正的时频图上完成了跳频信号每一跳的提取。通过理论论证和实验仿真表明,本文算法相比于MUSIC算法,在保证均方根误差相当和估计成功率有所提高的情况下,计算复杂度降低了一半。 展开更多
关键词 跳频信号 二维波达方向 网台分选 半谱搜索 形态学滤波
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半监督条件下的CRC跳频电台指纹特征识别 被引量:7
5
作者 眭萍 郭英 +1 位作者 张坤峰 李红光 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期187-193,共7页
针对跳频电台指纹特征差异细微、对噪声影响敏感,同时非合作条件下跳频信号的识别训练标签数据不足问题,提出了一种基于合作表征分类器(collaborative representation classifier,CRC)的半监督条件下跳频电台指纹特征识别算法。以跳频... 针对跳频电台指纹特征差异细微、对噪声影响敏感,同时非合作条件下跳频信号的识别训练标签数据不足问题,提出了一种基于合作表征分类器(collaborative representation classifier,CRC)的半监督条件下跳频电台指纹特征识别算法。以跳频电台开机瞬态信号的包络特性作为电台个体的指纹特征,利用对噪声"不敏感"的高阶累积量估计来抑制噪声;通过构造半监督条件下的CRC实现对未标定训练数据的有效利用。实验表明,与传统有监督训练相比,该方法在抑制噪声的同时,能够充分利用未标定训练数据特征,对目标特征具有更高的识别率。 展开更多
关键词 跳频信号 指纹特征 合作表征分类器 半监督 特征识别
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基于Color Lines先验的高阶马尔科夫随机场去雾 被引量:6
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作者 毕笃彦 眭萍 +1 位作者 何林远 马时平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期2405-2409,共5页
传统的一阶马尔科夫随机场在图像先验信息表达和对图像整体的约束上能力有限,同时基于暗通道的去雾算法在天空等大片白色区域处理效果存在偏差。针对以上问题,该文提出一种基于Color Lines的高阶马尔科夫随机场去雾算法。该算法通过引... 传统的一阶马尔科夫随机场在图像先验信息表达和对图像整体的约束上能力有限,同时基于暗通道的去雾算法在天空等大片白色区域处理效果存在偏差。针对以上问题,该文提出一种基于Color Lines的高阶马尔科夫随机场去雾算法。该算法通过引入对颜色失真具有很好鲁棒性的Color Lines先验条件,初步校正经暗通道获取的传输图,然后利用高阶马尔科夫随机场优化传输图,获取最终精确的去雾图像。实验结果表明,与已有算法相比,该文算法具有更强的普适性,可提高雾天图像的清晰度,同时恢复更多的图像细节等信息。 展开更多
关键词 图像去雾 暗通道先验 高阶马尔科夫随机场 COLOR LINES
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基于稀疏贝叶斯的多跳频信号二维波达方向估计 被引量:3
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作者 李红光 郭英 +2 位作者 眭萍 蔡斌 苏令华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期359-368,共10页
分析了现有跳频信号二维波达方向(DOA)估计算法的优缺点,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的跳频信号二维DOA估计算法.该算法利用L型阵列特点,将方位角、俯仰角和跳频率三维信息转换为一维空间频率信息,降低了冗余字典长度和稀疏求解难度.... 分析了现有跳频信号二维波达方向(DOA)估计算法的优缺点,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的跳频信号二维DOA估计算法.该算法利用L型阵列特点,将方位角、俯仰角和跳频率三维信息转换为一维空间频率信息,降低了冗余字典长度和稀疏求解难度.其次,经过奇异值分解降维处理,减少了矩阵运算维数,降低了算法复杂度,通过稀疏贝叶斯算法和快速傅里叶变换估计出空间频率和跳频率,利用Capon空间频率配对算法将空间频率和跳频率正确配对,计算出空间角.最后,由空间角几何关系解算出方位角和俯仰角.模拟结果表明,在低信噪比或低快拍数条件下,该算法DOA估计精度较高,且不易受空间频率间隔和跳频信号源相干性的影响. 展开更多
关键词 稀疏贝叶斯 跳频 波达方向 奇异值分解
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基于自适应网格的跳频信号参数估计 被引量:9
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作者 李红光 郭英 +1 位作者 张坤峰 眭萍 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1865-1872,共8页
分析了现有跳频信号稀疏重构算法的基不匹配问题,导致离散字典的稀疏表示能力变差,严重影响稀疏重构算法的性能。针对这种情形,提出了基于自适应网格的变分贝叶斯稀疏重构算法。该方法通过对字典不断地加权聚类和缩放处理,实现字典的自... 分析了现有跳频信号稀疏重构算法的基不匹配问题,导致离散字典的稀疏表示能力变差,严重影响稀疏重构算法的性能。针对这种情形,提出了基于自适应网格的变分贝叶斯稀疏重构算法。该方法通过对字典不断地加权聚类和缩放处理,实现字典的自我更新,使得参数网格更加精细化。仿真结果表明,该方法具有良好的抗噪性能和交叉项抑制能力,同时缓解了稀疏重构算法的基不匹配情形,时频聚焦性进一步提高,能够在较低信噪比条件下,获取较高时频分辨率的时频矩阵,可以更精确地完成后续跳时刻检测、跳周期及跳频率等参数估计。 展开更多
关键词 跳频信号 稀疏重构 变分贝叶斯 时频图
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基于稀疏贝叶斯学习的多跳频信号DOA估计方法 被引量:8
9
作者 郭英 东润泽 +2 位作者 张坤峰 眭萍 杨银松 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期516-522,共7页
针对多跳频信号空域参数估计问题,该文在稀疏贝叶斯学习(SBL)的基础上,利用跳频信号的空域稀疏性实现了波达方向(DOA)的估计。首先构造空域离散网格,将实际DOA与网格点之间的偏移量建模进离散网格中,建立多跳频信号均匀线阵接收数据模型... 针对多跳频信号空域参数估计问题,该文在稀疏贝叶斯学习(SBL)的基础上,利用跳频信号的空域稀疏性实现了波达方向(DOA)的估计。首先构造空域离散网格,将实际DOA与网格点之间的偏移量建模进离散网格中,建立多跳频信号均匀线阵接收数据模型;然后通过SBL理论得到行稀疏信号矩阵的后验概率分布,用超参数控制偏移量和信号矩阵的行稀疏程度;最后利用期望最大化(EM)算法对超参数进行迭代,得到信号矩阵的最大后验估计以完成DOA的估计。理论分析与仿真实验表明该方法具有良好的估计性能并能适应较少快拍数的情况。 展开更多
关键词 信号处理 跳频 波达方向 稀疏贝叶斯学习
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基于高维特征选择的跳频电台细微特征识别 被引量:2
10
作者 李红光 郭英 +2 位作者 眭萍 齐子森 苏令华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期445-451,共7页
将高维特征用于跳频电台细微特征个体识别具有很大优势,为了增强对跳频电台的分类识别能力,需要增加特征类型和维数,提高特征集的表征能力,但同时会引入大量冗余特征,导致分类器计算时间过长,分类正确率降低。为了降低高维特征集维数,... 将高维特征用于跳频电台细微特征个体识别具有很大优势,为了增强对跳频电台的分类识别能力,需要增加特征类型和维数,提高特征集的表征能力,但同时会引入大量冗余特征,导致分类器计算时间过长,分类正确率降低。为了降低高维特征集维数,首先采用相关性快速过滤特征选择算法,删除高维特征集中的不相关冗余特征,得到最优特征集。然后利用经过参数优化的支持向量机(support vector machine,SVM)分类器进行训练分类。实验表明,所提算法能够对高维特征集进行合理的降维,提高了SVM的分类器的分类性能,在保证分类正确率的基础上,降低了运算量,提高了跳频电台细微特征识别的时效性。 展开更多
关键词 跳频电台 细微特征 特征选择 支持向量机
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基于马尔可夫随机场框架的单幅图像去雾 被引量:3
11
作者 眭萍 毕笃彦 +1 位作者 马时平 何林远 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第9期2844-2847,共4页
雾或霾等天气会降低场景的能见度,给机器视觉的后续处理造成影响。针对图像雾霾退化的恢复及现有基于马尔可夫随机场图像去雾算法的缺陷,提出了一种新的基于马尔可夫随机场和暗通道先验的图像去雾算法。该算法以雾天条件下退化模型为基... 雾或霾等天气会降低场景的能见度,给机器视觉的后续处理造成影响。针对图像雾霾退化的恢复及现有基于马尔可夫随机场图像去雾算法的缺陷,提出了一种新的基于马尔可夫随机场和暗通道先验的图像去雾算法。该算法以雾天条件下退化模型为基础,通过介质传输图和原始无雾图像的约束条件,利用暗通道先验获取介质传输图的粗估计,构造MRF框架下的代价函数。为使去雾图像保持更多的纹理细节,引入纹理检测函数改进代价函数,最终求得去雾图像和介质传输图。实验结果表明,该方法可以得到较好的去雾效果,同时保持较多的纹理细节和更快的运算时间。 展开更多
关键词 马尔可夫随机场 图像去雾 暗通道先验 大气散射模型
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基于混沌吸引子重构和Low-rank聚类的跳频信号电台分选 被引量:4
12
作者 眭萍 郭英 +1 位作者 李红光 王宇宙 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2965-2971,共7页
辐射源无调制信息的暂态信号能够表征辐射源发射机的无意调制特性,对该暂态信号分析可实现辐射源识别。而跳频电台在开机以及频率转换瞬间,都存在一个无信息传送的暂态调整时间,该暂态调整瞬间,电台发射的信号是无调制信息的非线性、非... 辐射源无调制信息的暂态信号能够表征辐射源发射机的无意调制特性,对该暂态信号分析可实现辐射源识别。而跳频电台在开机以及频率转换瞬间,都存在一个无信息传送的暂态调整时间,该暂态调整瞬间,电台发射的信号是无调制信息的非线性、非平稳和非高斯信号。该暂态时间序列可反映跳频电台的器件特性,同时该序列往往呈现复杂的混沌特性。因此,借鉴混沌时间序列分析的思想,同时利用暂态信号的Low-rank特性,该文提出了一种基于暂态信号混沌吸引子重构和Low-rank聚类的跳频信号电台分选算法。实验测试表明:跳频电台的暂态信号时间序列属于混沌时间序列,同时实测多跳频信号的电台分选结果证明了Low-rank聚类算法在跳频电台分选上的可行性。 展开更多
关键词 跳频电台 暂态信号 混沌吸引子 Low-rank聚类
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基于局部一致性的马尔可夫随机场去雾 被引量:1
13
作者 眭萍 毕笃彦 +1 位作者 马时平 何林远 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1154-1159,共6页
为克服暗通道先验的适用局限性,同时增强一阶马尔可夫随机场对图像全局信息的约束能力,在颜色衰减先验的基础上,提出了一种局部一致马尔可夫随机场(Markov random fields,MRF)单幅图像去雾算法。首先,结合颜色衰减和暗通道两先验假设的... 为克服暗通道先验的适用局限性,同时增强一阶马尔可夫随机场对图像全局信息的约束能力,在颜色衰减先验的基础上,提出了一种局部一致马尔可夫随机场(Markov random fields,MRF)单幅图像去雾算法。首先,结合颜色衰减和暗通道两先验假设的特征,获取普适性更强的介质传输图粗估计,然后利用基于颜色特征的图像局部一致块代替MRF的二阶及其高阶能量项来构造代价函数,达到优化介质传输图和获取最终去雾图像的目的。实验结果表明,所提算法可以获取细节保持更好且鲁棒性更强的去雾效果。 展开更多
关键词 马尔可夫随机场 局部一致性 颜色衰减 图像去雾
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欠定条件下同步组网跳频信号盲源分离方法 被引量:5
14
作者 王少波 郭英 +2 位作者 眭萍 李红光 杨鑫 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期166-172,181,共8页
为实现欠定条件下同步组网多跳频信号的盲源分离,提出一种基于平行因子分析模型与子空间投影法的跳频信号分离方法。通过计算跳频信号时延相关矩阵构造三阶张量,将混合矩阵估计问题转化为张量CP分解问题。同时改进用于CP分解的经典最小... 为实现欠定条件下同步组网多跳频信号的盲源分离,提出一种基于平行因子分析模型与子空间投影法的跳频信号分离方法。通过计算跳频信号时延相关矩阵构造三阶张量,将混合矩阵估计问题转化为张量CP分解问题。同时改进用于CP分解的经典最小二乘(ALS)算法,使用直接三线性分解方法粗估加载矩阵作为ALS初始迭代矩阵,在迭代过程中采用标准线搜索加速收敛得到混合矩阵。在此基础上,利用子空间投影法完成跳频信号的盲源分离,并剔除离散噪点进一步优化分离效果。仿真结果表明,该方法能够有效提高混合矩阵估计精度,改善源信号恢复效果。 展开更多
关键词 同步组网 跳频信号 欠定盲源分离 平行因子分析 CP分解 子空间投影
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基于CMFS-MIC特征选择的跳频电台个体识别方法 被引量:4
15
作者 杨银松 郭英 +2 位作者 李红光 眭萍 于欣永 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第12期3811-3814,3818,共5页
针对跳频电台细微特征集中存在冗余特征等导致电台识别时存在计算量大、识别准确率低等问题,提出了一种基于CMFS-MIC特征选择的跳频电台个体识别方法。首先计算采集到的各个跳频电台信号样本的细微特征集,然后采用关联信息熵度量特征子... 针对跳频电台细微特征集中存在冗余特征等导致电台识别时存在计算量大、识别准确率低等问题,提出了一种基于CMFS-MIC特征选择的跳频电台个体识别方法。首先计算采集到的各个跳频电台信号样本的细微特征集,然后采用关联信息熵度量特征子集的组合效应,兼顾考虑特征间的关联关系和冗余关系对各个特征进行降序排序。在此基础上,采用最大信息系数度量的近似马尔可夫毯方法删除冗余特征,实现对特征子集进行优化和降维。最后,设计了投票组合分类器实现对四部跳频电台信号的识别。仿真结果表明,本文算法具有更高的分选识别率。 展开更多
关键词 特征选择 跳频电台 关联信息熵 最大信息系数 投票组合分类器
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基于时频能量谱特征的跳频电台个体识别 被引量:3
16
作者 杨鑫 郭英 +2 位作者 李红光 眭萍 王少波 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第10期1671-1679,共9页
针对于跳频电台的细微特征分类识别问题,提出基于跳频信号时频能量谱的细微特征提取算法。首先,利用跳频信号在时频域的稀疏特性,通过稀疏重构方法得到跳频信号时频能量谱;然后,在不同尺度条件下对时频能量谱进行分割,分别提取时频能量... 针对于跳频电台的细微特征分类识别问题,提出基于跳频信号时频能量谱的细微特征提取算法。首先,利用跳频信号在时频域的稀疏特性,通过稀疏重构方法得到跳频信号时频能量谱;然后,在不同尺度条件下对时频能量谱进行分割,分别提取时频能量谱瑞利熵、多重分形维数和差分盒维数三种特征;最后,通过支持向量机分类器对提取特征集进行训练、分类和识别,实现跳频电台个体识别。利用四部电台的跳频信号,验证对比了本文算法与另外两种算法的识别性能。实验结果表明,本文方法所提取的细微特征集具有较强的分辨能力,避免了由单一特征的相似性而引起的误判问题,能够在少量训练样本条件下,保持较高的识别正确率。 展开更多
关键词 跳频电台识别 时频能量谱 差分盒维数 多重分形维数 时频分布瑞利熵
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基于平行因子分析的欠定混合矩阵估计算法 被引量:2
17
作者 王少波 郭英 +2 位作者 眭萍 李红光 杨鑫 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期101-106,共6页
针对现有算法在解决非稀疏信号的欠定混合矩阵估计中,存在的计算时间长、初值敏感且容易陷入局部收敛的问题,提出了基于平行因子分析的欠定混合矩阵估计算法。该算法利用信号的协方差矩阵构造三阶张量,采用直接三线性分解确定交替最小二... 针对现有算法在解决非稀疏信号的欠定混合矩阵估计中,存在的计算时间长、初值敏感且容易陷入局部收敛的问题,提出了基于平行因子分析的欠定混合矩阵估计算法。该算法利用信号的协方差矩阵构造三阶张量,采用直接三线性分解确定交替最小二乘(ALS)算法的初始迭代矩阵,然后在迭代过程中采用标准线搜索加速收敛,最终实现张量分解得到混合矩阵。仿真实验表明,该方法不要求信源的稀疏性,较ALS算法估计精度可以提高约3 dB,迭代次数减少约41.4%~84.3%,是一种有效的欠定混合矩阵估计算法。 展开更多
关键词 欠定盲源分离 混合矩阵估计 交替最小二乘 直接三线性分解 标准线搜索
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基于双向耦合的单幅图像快速去雾算法
18
作者 董亚运 毕笃彦 +1 位作者 何林远 眭萍 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期246-252,258,共8页
基于暗原色先验的去雾算法估计出的透射图清晰度低,采用软抠图优化透射图时算法复杂度高,耗时大。而应用经典引导滤波优化时,算法复杂度低,但恢复出的图像在景深跳变处存在光晕现象。为解决上述问题,提出一种快速去雾算法,将颜色衰减先... 基于暗原色先验的去雾算法估计出的透射图清晰度低,采用软抠图优化透射图时算法复杂度高,耗时大。而应用经典引导滤波优化时,算法复杂度低,但恢复出的图像在景深跳变处存在光晕现象。为解决上述问题,提出一种快速去雾算法,将颜色衰减先验代替暗原色先验,通过建立线性模型简化求解透射图的过程,从而快速得到原始估计的透射图。将估计的透射图作为引导滤波的输入图像,先对其下采样再进行滤波处理,以降低算法复杂度。对输出图像的平坦区域和边缘区域采用不同的插值算法进行插值,得到原始大小的透射图。实验结果表明,该算法能够快速有效地恢复出无雾图像以及图像的细节信息和色彩,在保证图像质量的前提下,大幅提高算法的运行效率,降低算法复杂度,满足实际应用中的实时性要求。 展开更多
关键词 图像去雾 颜色衰减先验 快速引导滤波 下采样 插值
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