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基于变步长随机共振的弱信号检测技术

天津大学学报 2006年第4期39卷 432-437页

作者：李强王太勇冷永刚胥永刚天津大学机械工程学院天津300072

针对绝热近似小参数随机共振难以满足工程实践中大参数下的弱信号检测,以及单一频率的共振分析在实际应用中的局限性问题,提出了一种变步长随机共振数值算法．该方法通过调整计算步长,使随机共振理论同时适用于大、小参数条件下的弱信... 详细信息

针对绝热近似小参数随机共振难以满足工程实践中大参数下的弱信号检测,以及单一频率的共振分析在实际应用中的局限性问题,提出了一种变步长随机共振数值算法．该方法通过调整计算步长,使随机共振理论同时适用于大、小参数条件下的弱信号特征提取．计算机仿真结果表明,对变步长随机共振后的信号作幅值谱和小波分析,均能准确得到低信噪比信号中的多个有用成分,充分证明该算法在大参数条件下可对弱信号中的多个特征频率产生共振输出．同时,变步长随机共振也可以有效抑制信号小波分解中由强噪声引起的边频干扰,提高小波分析在低信噪比信号检测中的可靠性．

关键词：变步长随机共振弱信号检测小波分析数值仿真

细胞体系中内噪声对弱信号检测的积极作用(英文)

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物理化学学报 2008年第12期24卷 2203-2206页

作者：李红英马娟侯中怀辛厚文合肥师范学院化学化工系合肥230026 中国科学技术大学化学物理系合肥230026

在小尺度的生物化学反应体系中内噪声是普遍存在的,本文采用化学Langevin方程研究了细胞体系中内噪声对弱信号检测的作用.研究发现,在Hopf分岔点附近,当弱信号非常小以至于不能独立地激发细胞内的钙尖峰振荡时,内噪声能够帮助细胞内的... 详细信息

在小尺度的生物化学反应体系中内噪声是普遍存在的,本文采用化学Langevin方程研究了细胞体系中内噪声对弱信号检测的作用.研究发现,在Hopf分岔点附近,当弱信号非常小以至于不能独立地激发细胞内的钙尖峰振荡时,内噪声能够帮助细胞内的钙振荡信号越过一个域值,并且在一个最佳的内噪声强度下,内噪声、内噪声诱导的钙振荡和弱信号之间会产生共振现象,由此极大地增强了细胞体系对弱信号的检测能力.由于内噪声是通过细胞尺度变化而改变的,因此这种现象也说明了在对弱信号检测行为中最佳细胞尺度的存在.研究还发现最佳的细胞尺度与真正的细胞体积是相吻合的,并且基本不随外界刺激的改变而改变,这具有重要的生物学意义.

关键词：内噪声弱信号检测钙振荡共振

基于弱信号检测理论的离散小波变换域数字水印盲检测算法

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计算机研究与发展 2006年第11期43卷 1920-1926页

作者：孙中伟冯登国武传坤华北电力大学信息工程系北京102206 中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室北京100080

水印检测是数字水印技术的一个关键步骤,但是目前所提出的绝大多数水印检测算法既不具备赖以支撑的理论基础,其检测性能也不是优化的.利用数字水印的不可感知特性,应用弱信号检测理论进行水印检测的研究.首先从图像小波变换系数的统计... 详细信息

水印检测是数字水印技术的一个关键步骤,但是目前所提出的绝大多数水印检测算法既不具备赖以支撑的理论基础,其检测性能也不是优化的.利用数字水印的不可感知特性,应用弱信号检测理论进行水印检测的研究.首先从图像小波变换系数的统计特性出发,利用广义高斯分布(GGD)来建立小波细节子带系数的统计分布模型;然后针对水印嵌入强度未知的情况,将水印检测问题转化为非高斯噪声中具有未知参数的确定性信号的检测,在弱信号条件下提出一种离散小波变换(DWT)域图像水印的优化盲检测算法.检测性能分析表明,该检测算法能够实现恒虚警率水印检测.实验结果验证了检测性能理论分析的有效性和实际性能的优越性.

关键词：数字水印离散小波变换广义高斯分布恒虚警率弱信号检测

双稳随机共振系统信号调制噪声效应用于弱信号检测

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数据采集与处理 2004年第2期19卷 180-184页

作者：肖方红闫桂荣朱长春西安交通大学建筑工程与力学学院西安710049 中国工程物理研究院绵阳610003

通过对双稳系统随机共振模型的数值分析 ,得出在双稳系统输出信号中 ,有一个正弦信号成分和一个表现为维纳过程的噪声成分分别与输入的正弦信号和白噪声相对应。通过选择合适的系统参数 ,可以减小系统输出中信号和噪声之间的耦合效应。... 详细信息

通过对双稳系统随机共振模型的数值分析 ,得出在双稳系统输出信号中 ,有一个正弦信号成分和一个表现为维纳过程的噪声成分分别与输入的正弦信号和白噪声相对应。通过选择合适的系统参数 ,可以减小系统输出中信号和噪声之间的耦合效应。该系统可以大大抑制噪声 ,并在双稳系统中产生信号调制噪声效应。然后对双稳系统的输出信号作功率谱分析。不但可以辨识出淹没在白噪声中的微弱正弦信号的频率 ,还可以较精确地估算出微弱正弦信号的幅值。数值仿真表明 ,双稳系统的信号调制噪声效应可用于多个微弱正弦信号的检测。

关键词：弱信号检测双稳随机共振系统信号调制噪声效应

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基于尺度变换随机共振的瞬变电磁弱信号检测

地球物理学报 2011年第7期54卷 1928-1934页

作者：王国富张海如张法全叶金才桂林电子科技大学认知无线电与信息处理教育部重点实验室桂林541004

晚期瞬变电磁信号是大参数、多频率、且各频率分量未知的电磁信号,特别在晚期还是强噪声背景下的微弱信号.随机共振系统可以在极限信噪比的情况下提取微弱信号,但仅适用于小参数、单一频率或频率已知的高频信号的情况.为此,本文提出一... 详细信息

晚期瞬变电磁信号是大参数、多频率、且各频率分量未知的电磁信号,特别在晚期还是强噪声背景下的微弱信号.随机共振系统可以在极限信噪比的情况下提取微弱信号,但仅适用于小参数、单一频率或频率已知的高频信号的情况.为此,本文提出一种基于尺度变换的随机共振算法用于检测晚期瞬变电磁信号,该方法充分利用了随机共振检测弱信号的优势,通过引入尺度变换,消除了随机共振系统对待测信号频率的限制,在绝热近似理论下,实现了从强噪声中提取出微弱晚期瞬变电磁目标信号.理论分析和仿真结果表明:对埋在强噪声中的未知频率的晚期瞬变电磁信号,采用连续的压缩算法,以获得一个适当的输入信号到随机共振体系,根据输出信号共振谐振峰的变化,经反变换运算可得待测弱晚期瞬变电磁信号的各个未知频率,各个频率的叠加即可还原晚期瞬变电磁信号.与传统方法相比,本方法数据采集量和采集时间都减小到原来的几十分之一,能在极限信噪比(信噪比一50dB)下,提取出目标信号,为获得深层目标信号提供了可能,从而提高了瞬变电磁探测仪器的探测深度和探测精度.

关键词：随机共振尺度变换瞬变电磁弱信号检测

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5种新混沌弱信号检测系统设计

计量学报 2016年第5期37卷 525-530页

作者：刘剑鸣杨霞宋菲菲刘福才燕山大学电气工程学院

为了进一步改进混沌弱信号检测系统的性能，设计了5种新的高灵敏度复合混沌弱信号检测系统，并选择其中一种与目前广泛使用的Duffing混沌弱信号检测系统进行了对比分析，结果显示新复合混沌系统可以克服Duffing混沌弱信号检测系统出现的... 详细信息

为了进一步改进混沌弱信号检测系统的性能，设计了5种新的高灵敏度复合混沌弱信号检测系统，并选择其中一种与目前广泛使用的Duffing混沌弱信号检测系统进行了对比分析，结果显示新复合混沌系统可以克服Duffing混沌弱信号检测系统出现的3个难题：被检测信号消失后混沌状态无法快速自动回复、大周期状态不稳定以及混沌状态和大周期状态难以区分。通过使用Jacobian矩阵和特征方程的分析，显示了新复合混沌系统比Duffing混沌系统更为有效。与传统弱信号检测方法相比，新复合混沌系统电路简单、具有更低的信噪比和检测信号门限。理论分析和实验显示了新复合混沌系统的特性。

关键词：计量学弱信号检测 Duffing系统混沌系统混沌电路

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基于非均匀采样的频谱分析和弱信号检测

数据采集与处理 2012年第3期27卷 320-326页

作者：李进超邓兆祥姜艳军杨维军重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 中国汽车工程研究院汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆400039

由于采样设备和被采样信号的限制,完全的均匀采样很难实现,实际中很多情况也需要用到非均匀采样,而当采样信号是非均匀时采样定理不再适用。使用基于最小二乘法的非均匀频谱分析法,详细讨论了频谱噪声的产生原因和影响因素。由于频谱噪... 详细信息

由于采样设备和被采样信号的限制,完全的均匀采样很难实现,实际中很多情况也需要用到非均匀采样,而当采样信号是非均匀时采样定理不再适用。使用基于最小二乘法的非均匀频谱分析法,详细讨论了频谱噪声的产生原因和影响因素。由于频谱噪声会淹没一些弱信号的频率成分,使用基于最小二乘法的幅值衰减法,衰减强信号频率成分和频谱噪声,通过仿真实验成功检测出幅值为强信号幅值一亿分之一的弱信号,并对非均匀采样信号的频率成分进行高精度的参数估计。

关键词：非均匀采样最小二乘法频谱分析弱信号检测

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小波滤波器在弱信号检测中的应用及设计

西南交通大学学报 2000年第1期35卷 86-89页

作者：李世玲李合生李治西南交通大学电气工程学院四川成都610031 北京航空航天大学第七研究室北京100083

根据小波变换的多尺度分解特性,构造了一种小波能量积累器,将不同分解尺度上的能量进行积累。在此基础上设计了一种用于弱信号检测的小波能量检测法,并对低信噪比信号的检测进行了仿真实验。仿真结果表明,该检测法对低信噪比信号是比较... 详细信息

根据小波变换的多尺度分解特性,构造了一种小波能量积累器,将不同分解尺度上的能量进行积累。在此基础上设计了一种用于弱信号检测的小波能量检测法,并对低信噪比信号的检测进行了仿真实验。仿真结果表明,该检测法对低信噪比信号是比较有效的,而且与传统的脉内累加平均的信号检测方法相比。

关键词：阀值弱信号检测小波滤波器设计小波变换

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相位噪声中弱信号检测的信噪比计算与分析

信号处理 2022年第3期38卷 659-666页

作者：罗忠涛夏杭詹燕梅张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院/信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

考虑有用信号建模于复数相位,研究在相位噪声影响下弱信号检测的信噪比问题。首先,给出零均值复高斯噪声下复数相位中噪声的分布和特征,提出针对弱信号的噪声特征近似计算方法。然后,考虑平坦衰落信道即信号幅度一定时,推导基于多样本... 详细信息

考虑有用信号建模于复数相位,研究在相位噪声影响下弱信号检测的信噪比问题。首先,给出零均值复高斯噪声下复数相位中噪声的分布和特征,提出针对弱信号的噪声特征近似计算方法。然后,考虑平坦衰落信道即信号幅度一定时,推导基于多样本的信号检测信噪比公式及其近似计算方法。之后,考虑瑞利衰落信道,以二进制相位调制为例,推导平均检测信噪比与误码率的理论公式及近似计算方法。最后,仿真验证所提信噪比与误码率计算方法的有效性。本文研究对于相位信号检测类问题有很好的参考价值。

关键词：相位噪声弱信号检测信噪比瑞利衰落信道