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 2011年第11期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
一种基于随机共振增强的协方差矩阵频谱感知算法1633-1639

摘要:为了在避免对主用户系统产生有害干扰的同时提高频谱利用效率,要求认知无线电系统的频谱感知算法能在极低的信噪比下快速检测出主用户信号。由于可以避免能量检测面临的噪声不确定性问题,基于协方差矩阵的检测算法是一种有效的盲频谱感知算法。为了进一步提高极低信噪比下的性能,本文提出了一种基于随机共振的协方差矩阵频谱感知算法。该算法通过在接收信号中加入优化的特定信号,利用随机共振原理,增大有无主用户信号下的检测统计量概率分布函数的分离度,提高频谱感知的性能。仿真结果表明,相对于现有的协方差矩阵频谱感知算法,在相同的虚警概率下,所提算法可以显著提高极低信噪比下的检测概率,同时大幅度缩减检测时间。

多通带低群延迟误差FIR滤波器设计的迭代算法1645-1650

摘要:常数低群延迟有限冲击响应(FIR)滤波器在通信等领域得到了广泛应用,尤其是要求无波形失真、信号延迟小的场合。而低群延迟的FIR滤波器,其相位响应只能做到近似线性相位,其群延迟只能做到近似常数。为了减小与期望常数群延迟之间的误差,最近提出的通过迭代更新相位误差上界函数来逐步减小群延迟误差的方法,只考虑了单通带滤波器的minimax设计。本文将把该方法推广至多通带FIR滤波器的minimax设计和约束最小二乘设计,先对各通带单独处理使每个通带的最大群延迟误差有效降低后,再考虑各通带之间平衡,对各子带的最大群延迟误差进行折中,进而使整个通带上的最大群延迟误差继续减小。对约束最小二乘设计还特别考虑了通过修改收敛参数来解决相位误差约束过紧时设计问题无解的问题。仿真实例表明,该方法能有效减小多通带滤波器的最大群延迟误差。

一种针对多通道GMTI的SAR复图像精确配准方法1651-1657

摘要:提出了一种针对多通道GMTI的SAR复图像精确配准算法。首先,系统分析了配准误差对于涉相位的影响,推导出了对应配准误差的干涉相位Cramer-Rao界,并利用Monte Carlo仿真数据对配准误差的影响进行了量化。在此基础上,通过对待配准图像进行二维精确插值处理,生成模板图像库和相应的相关系数库,以适合多通道GMTI的复图像的相位相关为准则,找出模板图像库和相关系数库中与参考图像具有最大相位相关值的图像作为配准图像,从而实现多通道SAR复图像之间的精确配准。对基于所提算法的实测三通道SAR复图像进行慢动目标检测实验,结果表明所提算法能够提供多通道GMTI所需要的配准精度,证明了该算法的有效性和实用性。

考虑情感程度相对顺序的维度语音情感识别1658-1663

摘要:维度语音情感识别(Dim-SER)是情感计算领域的一个新兴分支,它从多维、连续的角度看待情感,将SER问题建模为连续值的预测回归任务。当前的Dim-SER系统在进行情感预测时缺少对语料间情感程度相对顺序的考虑,严重影响了人机交互系统对说话人情感变化趋势的把握。从该需求出发,本文以人类情感认知特性为参照,构建了一个对情感程度相对顺序敏感的Dim-SER系统,并引入Gamma统计对SER系统性能评价标准加以完善。系统构建过程中,本文构造了Top-rank概率分布对语料间的情感顺序进行描述,并使用Kullback-Leibler距离对预测造成的顺序一致性损失进行度量,最后提出顺序敏感的神经网络算法实现系统预测损失的最小化。情感预测实验结果表明,同常用的k近邻算法和支持向量回归算法相比,该系统有效地提高了语料间情感程度相对顺序的正确性。

信号处理杂志算法研究
基于多通道数据融合的跳频信号频率跳变时刻估计算法1664-1670

摘要:针对低信噪比条件下宽带高速跳频信号的参数估计问题,提出一种多通道数据融合跳频信号频率跳变时刻估计算法。该算法利用无盲区数字信道化预处理实现宽带跳频信号的全概率、全盲接收,通过数据融合得到一路包含全部频率跳变信息的参考信号,并利用该参考信号进行最大似然估计得到频率跳变时刻精确估计值。给出了所提出跳变时刻估计算法的Cramer-Rao下界并进行实验仿真。理论推导和仿真结果表明:针对一定的输入信噪比,适当选择信道化数和估计时间可实现较高的估计精度。在0dB信噪比条件下,采用16通道数字信道化处理,估计方差小于10~(-3)。

一种改进的基于柯西模型的H.264码率控制方法1671-1674

摘要:H.264/AVC编码中的码率控制是通过有效控制输出码流的码率来提高其压缩视频质量的重要技术。本文基于H.264/AVC中的JVT-H017码率控制方案提出了一种改进算法。新算法根据H.264中DCT系数的分布特征,将柯西分布引入到码率控制模块,用更精确的柯西率失真模型取代了原先的二次率失真模型。在此基础上,进一步引入了一种联合PSNR比率和MAD比率进行图像复杂度预测的方法,并依此来调整帧级比特的分配和量化参数,克服了在出现复杂运动或场景切换时,因视频序列相邻帧之间相关性降低而导致的MAD预测失准的情况。实验结果表明,与JVT-H017方案及文献[5]中的算法比较,新的算法不仅具有更精确的码率控制,而且改善了输出码率的平稳性及重建图像的PSNR。

基于模式复制的H.264多描述视频编码1675-1679

摘要:本文提出了一种新的基于H.264的多描述视频编码算法——基于模式复制的多描述编码算法。首先对输入视频序列中的每一帧图像分别进行水平方向下采样和垂直方向下采样,形成四个子图像。相应的子图像构成四个视频子序列。把这四个子序列两两组合,形成两个描述,每个描述包含两个子序列。由于每个描述中两个子序列之间具有很强的空间相关性和时间相关性,其对应宏块的最佳模式和运动矢量基本相同,因此只需用H.264编码器对其中一个子序列进行编码,另一子序列则可直接采用上述已编码子序列的最佳模式和运动向量对其进行预测编码。这样只需要对其中一个子序列进行模式选择,也只需要对一个子序列的最佳模式和运动向量进行编码传输,既降低了计算复杂度,又提高了编码效率。实验结果表明,在中高码率下,本文算法与同类算法在相同比特率情况下,PSNR有明显的提高,并且比特率越高,这种优势就越明显。

结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理1680-1686

摘要:低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和提高成像精度的改进措施;然后讨论了基于运动测量数据的实时运动补偿方案,利用实时PRI调整补偿前向运动误差,并在实时成像流程中嵌入视线运动误差补偿环节。在上述分析的基础上,提出了结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理流程。最后,给出了实际飞行实验中机载UWB SAR的实时处理结果,证明本文所提流程可以满足机载UWB SAR处理实时性以及处理精度的要求。

一种低能见度下红外机场区域识别新方法1687-1690

摘要:针对低能见度下红外图像背景复杂、目标对比度低的特点,提出了一种新的基于感兴趣区提取和区域生长的红外机场区域识别方法。首先,采用自适应Wiener滤波对图像进行预处理,以削弱图像的背景杂波并增强机场区域的信噪比;然后,利用机场区域和背景的灰度分布特性的差异,在图像预处理的基础上采用自适应双阈值分割和自适应局部极差阈值分割相融合的方法实现机场区域的初步分割;其次,利用机场区域的形状约束和长宽比特征,采用形态学处理和连通域标记实现感兴趣区域的提取;最后利用有限约束的区域生长实现机场区域的识别。该方法结合了感兴趣区域提取和区域生长的优势,能够以较少的计算代价实现机场区域较完整的识别。实验表明,该方法能够有效检测识别机场区域。

一种基于视觉特性的图像质量评价指标1691-1695

摘要:在分析多通道结构、遮掩效应、敏感度带通特性等人类基本视觉系统特性(HVS)的基础上,提出了一种新的图像质量评价指标的构造方法。指标构造先借助多尺度几何分析(MGA)中的Contourlet变换对图像进行子带分解以此模拟视觉多通道结构特性,然后在各子带中使用一种视觉遮掩效应模型获取失真图像和参考图像之间的视觉误差,最后通过对比度敏感函数(CSF)取得不同子带的视觉误差加权系数,从而得到图像质量评价值。本文在具有5种类型降质图像的LIVE图库进行性能比较实验,结果表明本文所设计指标比峰值信噪比PSNR、结构相似度SSIM算法具有更好的稳定性和主客观评价一致性;同时试验表明通过对比度敏感函数(CSF)获取的加权对本图像质量评价指标改进较小。

信号处理杂志应用
基于特征分解的SAR射频干扰抑制方法1696-1700

摘要:合成孔径雷达容易受到射频干扰的影响,严重影响成像质量。本文针对合成孔径雷达面临的射频干扰问题,分析了射频干扰(RFI)的信号特性和信号模型,根据RFI信号功率高、频带窄的特点,提出了基于特征分解的干扰抑制方法。其基本思想是:通过对观测数据矩阵进行特征分解,根据特征值分布构造干扰子空间和信号子空间,利用二者的正交性抑制干扰信号。本文首先介绍了特征分解方法的基本原理,在此基础上,基于MDL准则判断主特征值的个数,提出了基于特征值分布的RFI检测方法,并进一步,利用特征向量构造相应的干扰子空间和信号子空间,给出了基于特征分解的RFI抑制方法。基于SAR实测数据的仿真实验表明该方法可以有效的抑制RFI,且尽可能的保留目标回波。

基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法1701-1705

摘要:基于自然特性的导航科学具有重要的研究与应用价值,本文针对仿生导航技术中的航向获取问题,研究了一种基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法。文章在大气偏振模式分布具有对称性及稳定性基础上,对大气偏振模式图像进行对称性检测,确定大气偏振模式对称轴即太阳子午线位置,进而解算出航向角信息,并通过实验验证了所述方法的有效性。本文提出的基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法是仿生偏振光导航的重要研究内容,对基于自然特性的导航方法研究,具有重要的指导意义。

基于参数重构的非直达波混合定位算法1706-1711

摘要:在蜂窝无线定位中,非视距(non-line-of-sight,NLOS)误差是影响定位精度的主要因素之一,故如何减轻NLOS误差影响是无线定位研究的热点。本文针对NLOS环境下的定位问题,基于几何结构的单次反射统计信道模型,提出基于参数重构的混合定位算法。首先利用波达角(angle-of-arrival,AOA)重构方法重构直达波AOA,随后充分利用AOA的重构结果,以最大似然估计法迭代估计直达波的波达时延(time-of-arrival,TOA),最后根据这两个重构后的参数利用视距(line-of-sight,LOS)混合定位方法估计出移动台的位置,以实现NLOS环境下的单基站定位,并获取较高的定位精度。这种方式无需视距与非视距识别,改进了传统的单目标参数重构模式。仿真结果验证了该算法的有效性。

一种有效的图像阴影自动去除算法1724-1728

摘要:视频内容分析要求比较精确的目标检测方法。常用的背景减方法在检测运动前景时也会检测到运动目标投射的阴影,将阴影区域误认为目标区可能造成运动目标粘连或者目标区域几何变形,影响后续内容分析结果,因此去除阴影对于提高后续内容分析的准确性提供了保障。本文提出一种基于颜色统计特性的阴影去除方法。首先利用背景减的方法得到包含阴影的候选目标区域。进一步,分析候选目标区域和背景在YCbCr颜色空间的差值统计特性,发现阴影区域有很强的规律性:色度分量与背景区域一致性很高,亮度分量有固定的差。根据上述规律,设计算法去除阴影区域。与现有方法的对比实验结果表明,本文方法能够很好的去除阴影区域,同时又保持了前景目标区域的完整性。

基于FPGA的连通域标记设计与实现1729-1733

摘要:提出了一种基于FPGA的连通域标记电路设计方案。该方案不仅满足了实时、高精度等要求,还特别增加了虚警剔除的功能。该硬件设计方案采用单次逐像素扫描法,该法通过对图像进行一次逐像素扫描,将标记与参数并行处理,最后根据统计出来的连通域及参数信息实现虚警剔除。相比较其它的硬件实现方案,该设计方案具有显著优势,通过优化标记与参数处理,该方案更适合硬件的并行处理特性;去除了第二次逐像素扫描,使得处理时间变短,资源占用率变小。仿真结果表明:若图像大小为M×N,临时标记区域上限为L,则标记完一幅图像总时钟周期为(M×N×2+L×4).该方案已在单片Virtex-Ⅱ系列FPGA中实现,并作为关键电路应用于舰船图像检测系统中。

基于Gabor变换的对星载合成孔径雷达电子侦察信号的检测和特征分析研究1734-1738

摘要:随着星载合成孔径雷达各种性能的不断提高,以常规参数测量作为特征的信号识别技术很难满足电子侦察的需求,基于雷达信号的脉内细微特征分析技术已经成为当前电子侦察的重要发展方向。为了提高在低信噪比条件下对雷达脉冲信号的检测概率和参数估计能力,本文使用了直接采样信号的Gabor变换进行信号检测和特征分析。Gabor变换是按照信号的先验知识选择合适的基函数,获得只有少数几个系数的Gabor展开,从而能够对信号作比较精确的表示。通过使用Gabor系数做检测统计量做噪声背景下的信号检测,可以得到雷达时域的常规参数。信号检测后得到的信号Gabor变换可以对信号的脉内细微特征进行分析。通过对脉内细微特征的分析可以获得敌方合成孔径雷达的技术参数,从而对它的用途和工作模式进行有效的推测。为了验证算法的有效性,本文进行了实测数据的分析实验。通过实验,本文使用的分析方法可以有效地用于雷达侦察信号检测和脉内细微特征分析,可以为后续处理提供有力的技术信息支撑。

航向角辅助的模糊数据关联算法1739-1743

摘要:为了在不增加运算复杂度的条件下有效提高多目标跟踪的跟踪精度和关联正确率,本文提出了一种采用航向角进行辅助的多目标模糊数据关联新方法。算法首先分析航向和距离信息是区分不同航路的有效参数,然后介绍了航向角的定义及求解方法,即利用当前时刻的雷达测量和前一时刻的滤波状态向量计算目标的测量航向角,并通过容积卡尔曼滤波器(Cubature Kalman Filter,CKF)对包括目标航向在内的状态向量进行更新,利用模糊逻辑推理进行多目标数据关联。实验结果表明,提出算法与传统的最近邻方法(Nearest Neighbor,NN)相比具有较高的关联正确率,与联合概率数据关联方法(Joint Probability Data Association,JPDA)相比,在保证关联正确率的前提下跟踪精度和运算效率均得到了较大提高,更适合工程应用。

一种H.264 SVC时域自适应差错掩盖改进算法1744-1748

摘要:视频在易错信道中某一段码流的传输误差容易扩散到后续帧,导致视频质量大大降低。差错掩盖技术能够有效地隐藏出错的图像数据。H.264 SVC在保证高效的编码性能前提下支持完整的时域、空域和质量可分级特性,因此研究基于H.264 SVC的差错掩盖技术具有一定的理论意义和重要的实用价值。本文基于BLSKIP掩盖算法提出了一种改进算法,该算法根据视频基本层整帧丢失的情况,将改进的TD时域掩盖算法与BLSKIP算法相结合,动态地选择合适的差错掩盖处理,有效地提高了增强层的错误恢复能力。实验结果表明,与其他的SVC差错掩盖算法相比,本文的自适应差错掩盖算法无论在主观质量和客观质量方面都获得了改善。