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单矢量水听器稀疏近似最小方差方位估计算法

声学学报 2021年第6期46卷 1050-1058页

作者：王超笪良龙韩梅孙芹东王文龙海军潜艇学院青岛266199 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

针对单矢量水听器海上目标探测问题,利用稀疏近似最小方差(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)算法进行目标方位估计,该算法利用单矢量水听器自身具有阵列流形的特点,将整个扫描空间离散化,目标方位分布于某一离散方向位置上,利... 详细信息

针对单矢量水听器海上目标探测问题,利用稀疏近似最小方差(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)算法进行目标方位估计,该算法利用单矢量水听器自身具有阵列流形的特点,将整个扫描空间离散化,目标方位分布于某一离散方向位置上,利用空间信号的稀疏性可提高目标方位估计性能。仿真结果表明,SAMV算法在各信噪比条件下方位估计噪声背景级明显优于常规波束形成(Conventional Beam Forming,CBF)算法和最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)算法,当信噪比大于0dB时,该算法测向结果均方根误差小于2°,且SAMV算法具有更好的空间方位分辨能力。消声水池和海上声学浮标海上试验数据处理结果表明,SAMV算法给出了噪声背景级更低的目标方位历程图,有效验证了SAMV算法对海上目标的探测性能及其有效性。

关键词：最小方差单矢量水听器空间离散化常规波束形成均方根误差方位估计稀疏性空间信号

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序贯非负最小方差模型平均组合及应用

数量经济技术经济研究 2021年第4期38卷 159-177页

作者：马景义王孜周平中央财经大学统计与数学学院北京信息科技大学理学院

研究目标:构建改进全局非负最小方差模型的序贯最小方差模型平均组合。研究方法:在大样本下,给出序贯非负最小方差模型组合的期望方差和收益的理论近似,在此基础上探讨其平均组合的期望收益和期望方差的性质,并通过数值模拟和沪深300成... 详细信息

研究目标:构建改进全局非负最小方差模型的序贯最小方差模型平均组合。研究方法:在大样本下,给出序贯非负最小方差模型组合的期望方差和收益的理论近似,在此基础上探讨其平均组合的期望收益和期望方差的性质,并通过数值模拟和沪深300成分股数据在有限样本下进行验证。研究发现:与全局非负最小方差模型组合相比,序贯非负最小方差模型平均组合在样本外风险更小、收益更高,且保持组合稀疏性。研究创新:在卖空限制下,给出了一种比全局非负最小方差模型更优的组合构建方法。研究价值:序贯非负最小方差模型平均组合方法在国内市场具有较强的适用性,同时丰富了目前投资组合方法论的研究。

关键词：卖空限制最小方差投资组合

最小方差波束形成与广义相干系数融合的医学超声成像方法

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声学学报 2011年第1期36卷 66-72页

作者：吴文焘蒲杰吕燚中国科学院声学研究所北京100190

为了在医学超声成像过程中提高分辨率并修正由生物组织的声速不均匀性引入的聚焦误差,提出了将最小波束形成与广义相干系数融合的高分辨率成像方法。首先对阵元数据进行延时聚焦处理,得到了聚焦后的多通道数据;然后对多通道数据进行最... 详细信息

为了在医学超声成像过程中提高分辨率并修正由生物组织的声速不均匀性引入的聚焦误差,提出了将最小波束形成与广义相干系数融合的高分辨率成像方法。首先对阵元数据进行延时聚焦处理,得到了聚焦后的多通道数据;然后对多通道数据进行最小方差波束形成,同时把阵元数据变换到波束域,计算广义相干系数;最后利用广义相干系数加权最小波束形成的结果,得到回波数据,送入成像系统进行成像。为了验证算法的有效性,对医学成像上常用的点目标和斑目标进行了成像实验。结果表明:本文方法可以通过调节参数来调节性能,在分辨率、对比度以及鲁棒性方面都优于传统的常规波束形成法和最小方差波束形成法。

关键词：波束形成相干系数成像方法最小方差医学超声广义多通道数据聚焦误差

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最小方差霍夫曼编码设计及应用研究

现代信息科技 2024年第9期8卷 87-90,96页

作者：王梦梵李晓毅冯克涛朱刚王邠重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆401331 陆军工程大学通信士官学校重庆400035 中国人民解放军31306部队四川成都610036

随着云存储和云计算的发展,大量数据被上传及存储在服务器端。针对传统霍夫曼编码设计存在码字长度分布不均匀、码方差偏大、“字符—概率—码字”唯一对应难,引起储存空间占用大、解码误码率高的问题,文章基于“极小量扰动”思想提出... 详细信息

随着云存储和云计算的发展,大量数据被上传及存储在服务器端。针对传统霍夫曼编码设计存在码字长度分布不均匀、码方差偏大、“字符—概率—码字”唯一对应难,引起储存空间占用大、解码误码率高的问题,文章基于“极小量扰动”思想提出一种最小方差霍夫曼编码设计方法。仿真结果表明,该文设计的最小方差霍夫曼编码码字长度分布更均匀,码方差更小,且所得编码能与符号对应;进行文本压缩实验时,压缩率分别为69.6%、65.9%、49.3%,能有效提升编码质量,降低冗余度。

关键词：云存储霍夫曼编码最小方差数据压缩

信噪比后滤波与特征空间融合的最小方差超声成像算法

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声学学报 2019年第1期44卷 136-144页

作者：王平江金洋李昉林楠岳影重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司内蒙古010020

为了提高超声成像空间分辨率和对比度,提出了一种信噪比后滤波与特征空间融合的最小方差波束形成算法。首先,利用信号子空间划分将最小方差算法得到的权矢量投影到信号子空间中提高成像对比度,然后基于信号相干性设计滤波系数,并引入基... 详细信息

为了提高超声成像空间分辨率和对比度,提出了一种信噪比后滤波与特征空间融合的最小方差波束形成算法。首先,利用信号子空间划分将最小方差算法得到的权矢量投影到信号子空间中提高成像对比度,然后基于信号相干性设计滤波系数,并引入基于信噪比的噪声加权系数,最终得到融合信噪比后滤波与特征空间的最小方差算法。为验证本算法的有效性,使用FieldⅡ对点目标和吸声斑目标进行了仿真实验验证,并采用密歇根大学geabr_0实验数据进行成像。实验结果表明:所提算法在对比度和分辨率上均有所提高,明显优于传统延时叠加算法,最小方差算法和ESBMV_wiener算法,且对噪声具有较强鲁棒性。

关键词：成像算法最小方差滤波系数特征空间空间融合超声成像信噪比信号子空间

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稳健的子带子阵级导向最小方差波束形成算法

声学学报 2019年第4期44卷 707-714页

作者：周胜增杜选民上海船舶电子设备研究所

导向最小方差(STMV)波束形成是一种利用导向协方差矩阵获得自适应权值的方法,具有快速收敛特性.常规的稳健导向最小方差(RSTMV)波束形成算法在处理宽频带信号时,性能下降明显.为了改善算法的性能,结合频域子带划分和空域子阵划分技术,... 详细信息

导向最小方差(STMV)波束形成是一种利用导向协方差矩阵获得自适应权值的方法,具有快速收敛特性.常规的稳健导向最小方差(RSTMV)波束形成算法在处理宽频带信号时,性能下降明显.为了改善算法的性能,结合频域子带划分和空域子阵划分技术,提出一种多子带不确定集独立约束的稳健子阵级STMV波束形成算法。通过频域子带划分可对不同子带的导向向量误差范数边界进行约束,计算出各子带对应的对角加载量,得到稳健的子带级最小方差波束形成算法权向量;同时采用子阵技术进行降维处理,可进一步增加划分子带的数目,从而提高算法的性能并有效降低计算复杂度,最终得到一种稳健的子带子阵级STMV波束形成算法。理论分析和仿真结果表明,在阵列导向向量存在误差的情况下,该算法在干扰方向形成的零陷最深,且零陷波束宽度最窄,输出信噪比接近理论值,因此性能最佳.实际海试数据处理表明,在强干扰目标存在时,弱目标输出信干噪比较RSTMV算法可提高4 dB,较常规波束形成可提高10 dB,在角度分辨力和算法复杂度方面得到有效改善,同时可以保证目标功率无失真输出。

关键词：波束形成算法子阵划分最小方差子带稳健常规波束形成干扰目标自适应权值

一种改进的稀疏近似最小方差DOA估计算法研究

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声学学报 2016年第4期41卷 465-476页

作者：杨龙杨益新汪勇卓颉西北工业大学航海学院西安710072

针对稀疏信号的超分辨方位估计问题,提出一种可变因子的稀疏近似最小方差算法(α-Sparse Asymptotic Minimum Variance,简记为SAMV-α)。该算法利用一个折衷参数进行最大似然估计值和稀疏性能的折衷处理,在迭代过程中改变稀疏近似最小... 详细信息

针对稀疏信号的超分辨方位估计问题,提出一种可变因子的稀疏近似最小方差算法(α-Sparse Asymptotic Minimum Variance,简记为SAMV-α)。该算法利用一个折衷参数进行最大似然估计值和稀疏性能的折衷处理,在迭代过程中改变稀疏近似最小方差算法(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)的指数因子,得到强稀疏性能和超低旁瓣的方位谱图,实现邻近目标的超分辨方位估计和相干处理性能,且无需预估角度和信源数目等先验信息,并且折衷参数的取值为0到1之间,取值区间明确,避免了稀疏信号处理算法中正则因子选取困难的弊端。计算机仿真表明SAMV-α算法方位估计性能明显优于波束扫描类算法和子空间类算法,与同类型稀疏信号处理类算法相比仍具有较高的方位估计精度,同时对于邻近声源分辨能力,SAMV-α算法较SAMV-1算法性能提高约3dB。海上试验数据处理给出了分辨率更高的方位时间历程(Bering-Time Recording,BTR)图,有效验证了SAMV-α算法的性能。

关键词：最小方差方位估计正则因子稀疏性超分辨超低旁瓣相干处理波束扫描稀疏度子空间

最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的超声成像方法

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重庆大学学报（自然科学版） 2013年第1期36卷 81-85页

作者：王平许琴范文政高阳何为陈民铀重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

在医学超声成像中,最小方差波束形成(MV)可以有效地提高图像的分辨率,但不能提高成像的对比度。针对最小方差波束形成的低对比度,提出一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的成像方法。该方法利用最小方差波束形成的输出取... 详细信息

在医学超声成像中,最小方差波束形成(MV)可以有效地提高图像的分辨率,但不能提高成像的对比度。针对最小方差波束形成的低对比度,提出一种最小方差波束形成与基于最小方差相干系数融合的成像方法。该方法利用最小方差波束形成的输出取代相干系数中相干部分的能量和,得到加权系数,然后利用该系数加权最小波束形成的结果。仿真成像结果表明:该方法在分辨率、对比度方面都优于传统的延时叠加波束形成法,最小方差波束形成法以及最小方差波束形成与相干系数融合的方法。

关键词：超声成像最小方差波束形成相干系数延时叠加

融合环形统计矢量和最小方差的超声相干复合平面波成像

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融合环形统计矢量和最小方差的超声相干复合平面波成像

作者：章卓才南昌航空大学

学位级别：硕士

复合平面波成像(Coherent Plane Wave Compounding,CPWC)技术因其发射次数少以及高帧频的优势,近几年在无损领域逐渐得到推广。由于本身的发射次数较少以及使用的延时叠加波束形成技术,所以相比于被称为“黄金准则”的全聚焦成像法,成... 详细信息

复合平面波成像(Coherent Plane Wave Compounding,CPWC)技术因其发射次数少以及高帧频的优势,近几年在无损领域逐渐得到推广。由于本身的发射次数较少以及使用的延时叠加波束形成技术,所以相比于被称为“黄金准则”的全聚焦成像法,成像质量上还是有所不足。若要将平面波成像技术在无损领域得到进一步推广,提高平面波检测的成像质量是必经之路。本文着手于复合平面波成像,针对其成像质量较差的问题,基于最小方差(Minimum Variance,MV)自适应算法,提出利用环形统计矢量(Phase Circular Statistics Vector,PCSV)因子进一步提高复合平面波成像质量。经实验发现,提出的最小方差环形统计矢量算法(Minimum Variance and Phase Circular Statistics Vector,MV-PCSV)比环形统计矢量算法具有更高的分辨率,比最小方差算法具有更高的信噪比。本文的主要工作如下:(1)最小方差波束形成能极大提高分辨率,但是其最终的优化结果受到子阵长度以及加载因子的影响,过大或过小的加载因子和子阵长度有可能对成像结果造成负面影响。通过控制变量的方式,设置出不同子阵长度以及记载因子的最小方差算法对比组,根据实际成像结果以及计算出的评价指标,确定最佳的子阵长度以及加载因子的取值或范围。(2)研究证明最小方差算法在信噪比方面的提升能力有所不足,甚至可能会有所衰退。而环形统计矢量因子对分辨率的优化明显差于最小方差算法。利用确定子阵长度和加载因子后的最小方差环形统计矢量算法与结合前的算法,对不同的模型进行成像分析,发现提出算法能同时提高分辨率和信噪比。提出算法恰好能够弥补结合前的算法在提高成像质量方面的不足,确定了算法思路的可行性。(3)根据最小方差环形统计矢量与结合之前算法的实验结果发现,最小方差环形统计矢量算法在实际检测时明显优于结合前的成像质量。且较于全聚焦算法成像结果,提出的算法分辨率更高,为实际探伤时提供了一个可靠的备选成像方法。

关键词：无损检测平面波超声成像自适应波束形成最小方差环形统计