信号处理杂志

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Signal Processing

  • 11-2406/TN 国内刊号
  • 1003-0530 国际刊号
  • 1.5 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
信号处理是中国电子学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1985年创刊,目前已被万方收录(中)、上海图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。信号处理在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:论文与技术报告、算法研究、综述、应用、短文与研究通讯等

信号处理 2010年第11期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
一种用于视频目标检测的时空背景建模方法1601-1606

摘要:针对传统时域统计背景模型只关注于单个像素的统计特征而忽略背景像素之间的相互关联,同时不能很好地适应目标进入场景并静止的情形,在高斯背景模型基础上,融合背景的空间统计特征,建立一个时空联合的背景模型。结合背景的空间区域特征和像素的亮度变化更新背景,使得背景更新过程中保持背景的空间特征。实验结果表明,利用该方法建立的背景模型进行目标检测,能有效检测移入静止的目标,克服了传统检测方法检测目标中的空洞,检测到的目标完整性有较大提高,有利于后续的进一步处理。

复合高斯杂波加热噪声中基于Rao检验的分布式目标检测1607-1612

摘要:针对高分辨雷达低杂噪比的情况,在复合高斯杂波加热噪声的背景中研究了分布式目标的检测问题。首先假设内部热噪声和外部杂波统计独立,在给定杂波纹理分量的前提下,将白高斯热噪声加上复合高斯杂波之后的总干扰近似等效处理成一个新的复合高斯杂波,只是将其参数做了适当调整。然后将分布式目标建模为子空间模型,基于Rao检验构造了N-Rao检测器。通过对N-Rao检测器虚警概率的计算表明其具有恒虚警率特性。最后通过Monte Carlo仿真实验表明,杂波形状参数的减少与杂噪比的增加都会使N-RAO检测器的检测性能有所提高,且在低杂噪比的情况下,N-RAO检测器有很好的检测性能。

海杂波背景下基于FRFT的自适应动目标检测方法1613-1620

摘要:本文主要研究了海杂波背景下微弱动目标检测问题,将基于统计理论的LMS算法和基于分数阶Fourier变换的动目标检测方法相结合,引入到海杂波微弱动目标检测中,并在此基础上提出一种分数阶Fourier域自适应动目标检测算法。首先建立了时变幅度的动目标检测模型,采用峰度检测的方法,通过计算目标回波分数阶Fourier域幅值的峰度值,分级迭代运算,确定最佳变换角度,既保证了参数估计精度,又降低了计算量。然后,构造分数阶Fourier域自适应谱线增强器,抑制海杂波,提高信杂比;将泄漏因子引入到加权矢量的迭代公式中,降低记忆效应对谱线增强器的影响;并对自适应步长进行功率归一化,提高收敛速度;输出信号在分数阶Fourier域与门限进行比较后判断目标的有无,估计出目标的运动参数。最后,采用X波段IPIX雷达海杂波数据进行验证,结果表明算法具有较快的收敛速率和较小的均方误差,在低信杂比条件下(SCR=-5dB)具有较高的检测概率(P_d=0.9),证明了算法的有效性和稳健性。

基于ICA分布模型的粒子滤波跟踪算法1621-1626

摘要:为了在复杂背景、部分遮挡和光照变化等因素干扰的情况下鲁棒地跟踪视频序列中感兴趣的运动目标,提出了一种改进的粒子滤波跟踪算法。该算法针对颜色信息在目标表述中存在的不足,首先对观测模型进行改进,提出了一种基于ICA特征分布的目标模型,将基于核函数的目标特征描述转换到ICA特征空间,由于光照变化引起灰度变化经ICA后仍是同一分量,因此能有效的适应光照变化,不仅考虑并充分利用了空间信息。有效的解决了光照变化及背景颜色相近造成的目标丢失现象,提高了目标跟踪算法的鲁棒性。同时,考虑到粒子的退化现象,将均值平移算法嵌入到粒子滤波的跟踪框架中,待各粒子经过系统传播后,利用均值平移算法使粒子向其领域局部极大值处移动,使得粒子集中在测量模型的局部区域内,只需少量的粒子就覆盖了尽可能的目标分布,很好地克服了粒子滤波器的退化现象并有效缩短了计算时间,提高了目标跟踪算法的准确性和系统的实时性。实验表明,该算法不仅能在复杂背景下准确的跟踪目标,而且在光线变化和部分遮挡情况下也能保证不丢失目标。

基于变PRT步进频信号对运动目标同时测距和测速的方法研究1627-1631

摘要:高分辨雷达信号及其相应的信号处理方法的研究,对于多目标分辨以及目标高分辨成像与识别都有着重要意义,步进频率雷达信号作为一种重要的高分辨雷达信号,已经得到了广泛的应用。本文介绍了一种变脉冲重复周期(PRT)步进频信号,同时分析了该信号具有消除回波信号中由目标运动带来的二次相位项的特点,并通过发射正负跳频的两帧变脉冲重复周期(PRT)步进频信号,提出了一种对运动目标同时进行测距和测速的方法。对于步进频信号在多目标环境下的应用,针对现有方法的不足,研究了一种利用变脉冲重复周期(PRT)的步进频信号,对各目标的距离和速度同时测量的方法。通过对在两帧信号得到的两幅距离像中各目标的位置关系发生变化和不发生变化的两种情况的分析,给出了本文提出的方法的适用条件。通过恰当的选择步进频信号参数,可以通过本文提出的方法同时测出各目标的距离和速度信息。最后通过计算机仿真结果表明,本文提出的方法正确,并且有效可行。

信号处理杂志算法研究
基于分块自适应的在线Infomax及其扩展算法1632-1637

摘要:自适应在线Infomax及其扩展算法适用于非平稳环境下的信号分离,具有广泛应用。本文结合批处理分离算法和自适应在线分离算法的优点,提出了分块自适应在线分离算法。并详细推导了基于在线Infomax及其扩展算法的分块自适应更新公式。在此基础上,还推导了一种基于峭度方差调整步长的分块在线变步长公式。仿真结果表明,新算法具有在线算法适用于非平稳环境的优点,在与传统自适应在线算法分离效果相当的条件下,运算量大大降低,数据处理时间大大减少。

旋转目标在三孔径InSAR中的幅相特性1638-1645

摘要:该文首先建立了旋转目标的时频模型、多普勒模型;然后利用旋转目标的多普勒特点分析其SAR成像特点;最后分析了三孔径InSAR中偏置相位中心天线(DPCA:Displaced Phase Centre Antenna)杂波对消以及沿迹干涉(ATI:Along-Track Interferometry)的物理意义,得到了三孔径干涉对消处理后旋转目标的幅度、相位特性。这种分析方法比以往斜距近似分析更简单直观,并且仿真实验验证了结论的正确性,并且分析了其相位缠绕可能造成的动目标检测误差。为研究微运动目标在多通道SAR中的成像特性研究提供了初步的参考,证明了微动类型干扰对SAR动目标检测也能够形成不利影响。

基于多向背景预测的红外弱小目标检测1646-1651

摘要:杂波背景中的弱小目标检测是红外图像处理中的一个重要问题。普通的二维滤波背景预测方法可以用来检测图像中的小目标,但是也存在对复杂场景的适应性差,杂波边缘虚警高的问题。通过分析二维最小均方滤波背景预测算法的方向特性,在对图像四邻域滤波残差进行像素级加权融合后,得到了一种基于多方向融合自适应滤波背景预测的弱小目标检测方法。对构造图像和实际红外云杂波场景中的小目标检测仿真表明,该方法对不同背景适应性较强,在保持目标检测概率的同时显著抑制了杂波边缘虚警,有效提高了杂波背景中小目标的检测性能。

一种抑制参数估计背景色噪声的形态学滤波算法1652-1656

摘要:根据循环平稳有关理论,通信信号的非线性变换频谱中存在体现各阶循环平稳性的离散谱线,谱线位置对应着信号载波频率和符号速率的线性组合,提取这些谱线可以完成信号的基本参数估计。然而非线性变换不仅能产生对应于信号载波频率和符号速率等参数的正弦分量,而且还会形成不利于谱线提取的背景色噪声,当信号信噪比低、数据量小时,色噪声对谱线提取的影响尤为突出。针对这一问题;本文深入研究了信号非线性变换谱特征,结合数学形态学基本理论,提出了一种基于离散灰度形态滤波的方法来抑制背景色噪声。利用开运算估计背景色噪声,运用顶帽变换进行白化处理,通过闭运算填平杂散负脉冲,增强谱线相对强度,最后设置检测门限,提取离散谱线,完成信号相应参数的估计。详尽的Monte Carlo仿真给出了谱线检测性能与信号脉冲成型系数、信噪比和数据量之间的关系。结果表明算法有效抑制了背景色噪声,在信噪比低、脉冲成型系数小、数据量少的情况下提高了谱线检测性能,从而证实了该算法的有效性。

一种基于几何推理的匹配抗箔条质心干扰新方法1657-1662

摘要:为降低箔条干扰对末制导雷达导引头跟踪和打击目标的影响,提出一种基于几何推理的匹配抗箔条质心干扰新算法。依据由大量箔条偶极子组成的箔条云其RCS、散布方程、空间分布及运动速度的时变性在高分辨距离像上表现为散射点数目、回波幅度及相对位置的不稳定性,而目标的各个散射点相对位置在一定视角范围内基本不变。该算法从相邻两幅经运动补偿后的距离像中分别提取出所有可能的散射中心,把它们当作点模式,利用一种适用于Euclid变换下不完全匹配情形并可求得最多一致对应点对的几何推理算法,得到最佳匹配团,其中所含的点模式即为提取到的目标散射点,进而获取目标几何中心的真实位置。此外,通过目标几何中心在两幅距离像间的平动距离,实时估计出目标速度,用于对下一幅距离像的运动补偿并预测目标下一时刻的位置。在测速方面,该算法克服了传统相关法在箔条干扰情况下失效的局限性。最后通过Monte Carlo仿真实验,验证了算法的有效性。

一种优化的神经网络树异常入侵检测方法1663-1669

摘要:本文提出了一种基于优化神经网络树(ONNT)的异常检测方法,在提高异常检测精确率的同时,增强异常检测模型学习结果的可理解性、可解释性。ONNT是一种具有二叉树结构的混合学习模型,二叉树的节点分裂遵循信息增益率准则;其中间节点嵌入了结构简单的感知器神经网络,能够根据当前节点上给定的子样本集和教师信号,选择较小的特征子集构建相对简单的局部决策曲面。本文提出的异常检测方法包括两个方面的性能优化:1)通过优化神经网络树(NNT)的中间节点,降低局部决策曲面的复杂度,从而使中间节点能在可接受的计算代价内表示成低复杂度的布尔函数或规则集,为实现学习结果的可解释性提供基础;2)通过优化学习模型的整体结构,降低所有中间节点的规则析取式的前件复杂度,从而提高学习结果的可理解性。实验的数值结果表明,与基于NNT的异常检测方法相比,本文提出的方法能够以简单的中间节点和相对精简的整体结构提高检测结果的可解释性和可理解性;与其他同类方法相比,基于ONNT的异常检测方法具有较高的检测精确率,且在一定程度上给出了对异常检测具有重大影响的一些特征信息。

基于压缩感知的宽带成像雷达Chirp信号回波的压缩和重构1670-1676

摘要:针对宽带成像雷达chirp信号回波按照带通采样定理采样得到的数据量大所导致的存储压力大的问题,本文提出基于压缩感知的chirp信号回波压缩和重构方法,首先就回波是否可压缩,利用chirplet变换分析了chirp信号回波的稀疏性,在信号稀疏的基础上,应用chirplet变换给出了可应用于压缩感知的稀疏字典及其简化形式,并证明了所给出的简化形式稀疏字典满足信号重构的条件。最后给出了回波的压缩和重构方法并结合ISAR成像进行了数字实验,先在目标转动加平动模型下,进行了数据的压缩和重构,通过比较重构信号和原信号的时域波形、高分辨距离像和ISAR成像结果,验证了本文的方法。最后仿真分析了重构误差随信噪比的变化曲线,说明了本文的方法对信噪比的要求。

一种局部参考坐标系下的三站时差定位算法1677-1682

摘要:论文针对三站时差定位计算过程中,会出现多解及选解模糊的情况,对一种通过低空基准平台对海地面或近地目标进行探测定位的三站无源时差定位算法进行了研究。基于高精度的WGS-84地球模型,提出建立一种基于空中基准站覆盖区域的局部参考坐标系,在该坐标系下,通过坐标变换和近似处理,降低了时差方程中目标点在三维直角坐标系下未知坐标的维数,从而可按照一般三个基准站计算二维坐标的定位算法完成对目标点的定位解算;然后通过迭代运算,进一步提高计算结果的精度。通过坐标反变换,可得到目标点在大地坐标系下的定位结果。仿真结果显示,对于我们所关心的目标区域,该算法因为避免了求解四次方程,且运算过程中各坐标分量的几何意义明显,易于选解,从而解决了三站时差定位计算中常存在的定位模糊问题。该方法无需辅助其它测量信息(如测方位角等),仿真运算中不存在选解错误的情况,其定位精度满足应用需求。

FFT/DFT旋转因子生成算法误差分析及修正1683-1687

摘要:旋转因子生成是FFT/DFT算法中的重要步骤,直接影响系统实现时的计算速度和资源开销。一种改进的算法给出了一个原理简单、计算速度快、占用存储资源少的旋转因子生成方案。然而系统实现时,乘加单元定点操作会引入截位或舍入误差,且该误差会随着乘加次数的增加而逐级扩散,导致旋转因子精度值下降,无法满足系统性能要求。基于FFT/DFT矩阵分解实现方式,本文给出了旋转因子生成的具体硬件实现结构,以及详细的误差分析。同时采用重定标的误差修订方案以减小误差,并推导出了重定标次数与系统给定条件之间的关系式,便于设计者进行灵活的设计。文章同时引入流水技术提高了系统速率。性能分析表明,相对于以往的算法,本文提出的算法占用的存储资源大大减少;且相对于不进行重定标方案,7次重定标能保证旋转因子精度提高约16个dB。

基于电子标签智能化的二进制树型搜索防冲突算法1688-1694

摘要:随着由物联网引领的第三次全球信息产业浪潮的不断推进,RFID(射频识别)技术,已成为制造全球化、贸易全球化和物流全球化的核心推动力。目前,RFID技术已经普及到生产和生活的各个领域,而如何提高RFID系统防冲突能力,减少总识别时间已成为当前急需解决的关键。对此,本文提出了一种基于电子标签智能化的二进制树型搜索算法(TBTS)。该算法是在当前应用广泛的ISO/IEC 14443协议的基础上,针对协议TYPE A所描述的动态二进制树型搜索算法(DBTS)进行改进。文中根据对两种算法在共50个电子标签的典型系统中进行仿真的结果进行比较表明,TBTS算法对所有电子标签进行识别的时间要比DBTS算法缩短近50%;且随着电子标签的数量的增加,TBTS算法将使系统表现出更优越的交互性能,成功实现算法复杂度的降阶。目前,TBTS算法已在智能卡仿真平台中进行了仿真验证,已被成功应用到我们自主设计的新一代RFID智能卡芯片中,经测试,其效果比普通标签卡得到了较大的改善。

基于Radon和解析Fourier-Mellin变换的篡改图像盲检测算法1695-1700

摘要:复制粘贴(Copy-Move)是一种极为常见的图像篡改方式。为了快速有效地检测图像经过旋转、缩放等操作后的篡改图像,本文提出了一种基于Radon和解析Fourier-Mellin变换的篡改图像盲检测方法。文章首先对图像进行分块,之后将图像块进行Radon和解析Fourier-Mellin变换,并提取计算变换结果后的矩特征值,最后计算矩特征值的相关性。本文算法不需要对灰度图像进行二值化与归一化处理,而是直接从图形的Radon变换与Fourier-Mellin变换的结果中提取不变特征,理论分析与实验结果表明,本文提出算法的检测结果优于基于正交矩的检测方法,而且对均值为0的白噪声的鲁棒性显著高于基于正交矩的检测方法。

信号处理杂志应用
基于双树复数小波和波原子稀疏图像表示的压缩传感图像重构1701-1706

摘要:目前用于压缩传感(CS)图像重构的大部分算法都是基于图像在单一基上的稀疏性来实现。但很多图像在两种或多种基上具有稀疏表示,当用一种基进行稀疏图像表示时,往往不能有效捕捉图像的结构特性,导致图像重构质量不高。为此本文提出了一种基于波原子和双树复数小波混合基的图像稀疏表示方法,利用线性Bregman迭代来进行重构的压缩传感算法。该算法在每一次迭代更新后用梯度下降法进行全变差调整,再分别在两种基上执行软阈值处理来减小图像的l_1范数。实验结果表明本文算法有效提高了重构图像的质量。

针对MPEG的去块效应技术的研究及其VLSI实现1707-1712

摘要:现今随着数据压缩的广泛应用,以及MPEG视频编解码的普遍使用,块效应噪声也随之而来。为了消除块效应、提高视频质量,许多去块效应的算法被人们所提出,然而大部分算法的运算量都很大,不适合应用在视频处理芯片上。针对这个问题,H.-S.Kong等人提出了一种新的自适应后处理算法,该算法既能有效消除块效应又大幅度地降低了运算量,然而对图像边缘信息保护不够。本文在H.-S.Kong等人的算法的基础上,提出了一种针对MPEG视频流的去方块后处理方法。该方法以方块边缘(水平或垂直)附近各两个4×4区域作为滤波处理的分类依据,通过对该两个区域的像素点的值进行计算,将块边缘分为平滑渐变区域、亮度阶跃区域以及复杂纹理区域,并根据这三种区域对图像边缘信息影响程度的大小,而决定采取强滤波、弱滤波或者不滤波等处理方式。这种方法一方面较好地滤除了块效应噪声,一方面又保护了图像的边缘信号,而且计算量较小,满足视频处理芯片低复杂度的去噪要求,通过VLSI实现后有着很好的应用前景。