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传统的低阶自适应滤波器难以抑制或消除激光位移信号的高阶统计噪声,且在微位移测量条件下,基于最大熵或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度和信噪比会急剧降低.为此,文中利用混合信号的峭度变化特性,提出了最大三阶相关峭度反卷积算法,设计了反卷积逆滤波器,分析了最大三阶相关峭度反卷积算法的收敛性和稳定条件,并构建了实验平台进行盲提取实验.结果表明,最大三阶相关峭度反卷积算法可有效地盲提取激光位移信号和多重反射信号,较FastICA算法具有更快的收敛速度和更高的信噪比.
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华 南 理 工 大 学 学 报 自 然 科 学 版
第 卷 第 期
Journal of South China University of Technology
VolNo
年 月
Natural Science Edition
January
文章编号 X
收稿日期
基金项目 国 家 自然 科学 基 金 资 助 项 目 无 线 传 感 器 网 络 云 南 省 高 校 重 点 实 验 室 开 放基 金 资 助 项 目
ZK
作者简介 杨光永男在职博士生云南民族大学副教授主要从事传感器技术数字信号处理及运动控制研究
Email yguangyongmailscuteducn
用 于 信 号 盲 提 取 的 最 大 三 阶 相 关 峭 度 反 卷 积 算 法
杨光永
胡国清
陈乐
吴海锋
宋佳声
华南理工大学 机械与汽车工程学院 广东 广州
云南民族大学 无线传感器网络云南省高校重点实验室 云南 昆明
摘要 传统的低阶自适应滤波器难以抑制或消除激光位移信号的高阶统计噪声且在
微位移测量条件下基于最大熵或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度和信噪比会急剧
降低为此文中利用混合信号的峭度变化特性提出了最大三阶相关峭度反卷积算法设
计了反卷积逆滤波器分析了最大三阶相关峭度反卷积算法的收敛性和稳定条件并构建
了实验平台进行盲提取实验结果表明最大三阶相关峭度反卷积算法可有效地盲提取激
光位移信号和多重反射信号较 FastICA 算法具有更快的收敛速度和更高的信噪比
关键词 信号处理 盲源分离 最大三阶相关峭度反卷积 激光三角法 位移测量 多重
反射信号
中图分类号 TN doi jissnX
采用半导体激光源和线阵电荷耦合器件CCD
图像传感器并以激光三角法测量物体的位移时物体
的位移厚度透明度表面粗糙度介质吸收系数折
射系数和光点直径等因素综合作用于线阵 CCD 图像
传感器使激光位移测量系统LDMS 的模拟前端
AFE输出多种混合信号包括激光位移信号多重
反射位移信号高斯白噪声瑞利散射噪声等
LDMS 信号处理的主要任务是对 AFE 的混合信
号进行解混合处理抑制或消除高阶和低阶统计噪
声以提取或恢复激光位移信号分量或多重反射信
号常规的信号处理方法可分为两类采用自适应
滤波器将 LDMS 当作线性多输入多输出系统AFE
及所有光路传输通道特性都是内部透明的按信号
的低阶统计特性和参考模型设计自适应滤波器如
有限元离散化模型滤波器FEMFIR
采用图像
传感器布局优化设计的阵列 CCD 传感器
两帧位
移图像的相移干涉检索方法
反射散斑干涉全息
图像法
该类方法将幅值最大的点或尖峰脉冲序
列的对称中心点当作激光位移信号的采样序列点
以低阶统计量或二阶相关峭度描述激光位移信号或
多重反射信号的特性信噪比较低但难以滤除混合
信号的超高斯噪声或亚高斯噪声且很难准确获取
系统的参考模型将测量系统看作时不变的信号
与各种噪声分量相互独立的盲系统或部分特性已知
的半盲系统采用最大熵
自然梯度法
神经
网络
独立分量分析方法
和盲自适应滤波
等盲源信号分离方法对机械故障诊断
雷达
及声纳的目标探测
地层反射探测
医疗图像
分析
等进行盲信号提取对 LDMS 及其相关盲信号
提取的研究鲜见报道特别地在微位移测量条件下
混合信号的均方误差趋于 或偏态较大基于最大熵
或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度急剧降低
激光位移信号和多重反射信号的采样序列分布
在 AFE 输出混合信号中峰态不为 峭度和峭度梯
度同时达到最大值的尖峰脉冲序列区间文中将
CCD 传感器像元的选择性激光光点和光路系统当
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weixin_38665668
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