互相关算法

摘要： 燃煤电厂中烟气速度测量的准确性是电厂的安全生产和效率提升的基础。本文采用一种新颖的二次–凸扫频声学驱动模式,对燃煤电厂脱硝后烟气流速进行了长周期的测量研究。通过对脱硝烟道内部的背景噪声分析,确定了二次–凸声源频率范围为4 kHz~8 kHz,并通过互相关时延估计算法计算声波飞渡时间。经过理论分析和现场实验,验证了该驱动模式的有效性。通过对测试数据的功率谱密度(PSD)、均方根误差(RMSE)和标准偏差(SD)的分析,对基于三种驱动模式的测速结果的准确性和稳健性进行了定量评估。现场实验结果表明,基于二次–凸扫频驱动模式的RMSE和SD值均小于0.3 m/s。与传统采用的线性扫频方法相比,所提出的声波驱动方案可以显著提高烟气速度测量的准确性和稳健性。

摘要： 微纳坐标测量机(micro/nano CMMs)上的接触式扫描探针可以产生振动信号,实现微米范围内的三维测量。基于白光低相干干涉原理,提出了一种简单的非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)结构,用于一维非接触式位移测量。其传感结构包括光纤端面和镀金反射镜,二者互相平行形成EFPI结构。传感器使用目标表面和光纤探针之间的光程差(OPD)来计算位移大小。该传感系统可测量64.52~970.55μm的长度范围,分辨率为1 nm。提出了用互相关函数(CCF)算法作为位移解调方法,为三坐标测量机实现高分辨率、大范围、快速扫描测量提供了一种新方法,为非接触式多维形貌测量传感器的开发开辟了新途径。

摘要： 在噪声和混响的声学环境中,基于双耳时间差的声源方位角定位性能会严重降低;针对这个问题,提出了一种基于子带选择和DBSCAN的双耳声源定位算法,首先,采用Gammatone滤波器将双耳声源信号分解为若干个子带信号;其次,根据子带能量大小进行子带通道数压缩;然后,根据子带信噪比大小获取最优子带,降低无关子带干扰;接着将子带信号进行分帧,根据互相关算法获取峰值处的数据点;最后,引入DBSCAN算法消除噪声点的影响,获取最优数据点,从而根据ITD定位模型判断目标声源方位角,实验结果表明,该算法在复杂的声学环境中,相较于传统的互相关算法,可显著提高双耳声源方位角定位性能。

摘要： 结合超声波回波特性和互相关算法原理,设计了一套测距系统以降低超声测距的误差.使用QuartusⅡ软件和FPGA控制2套相同的测距装置,一组测量声速,作为另一组距离测量装置的补偿数据.根据FP GA的特性设计互相关算法模块,完成声波飞行时间的处理,并调整FP GA内部结构简化算法模块.测量结果表明,在不使用补偿传感器的情况下,所设计的测距系统在0～1500 mm的范围内,测距的绝对误差为±4 mm,相对误差低至0.2％.

摘要： 基于到达时差(time difference of arrival,简称TDOA)的多声源定位方法难以将麦克风获得的TDOA值与真实声源进行有效的关联.针对此问题,提出了一种基于TDOA的多声源空间定位方法.利用互相关算法估计声源的TDOA值,并基于Chan算法求解多目标声源的空间位置.为消除虚假声源,将阵列麦克风分为定位和校验两组子阵列,并构建阵列分组定位校验模型.定位麦克风用于所有可能声源的定位.校验麦克风用于虚假声源的消除,并获得多声源的初始位置.根据初始真实声源位置,构建全阵列TDOA序列校验模型,并获得最终真实声源位置.搭建了仿真及实验平台,对提出的方法进行验证.仿真及实验结果表明,提出的方法有效地消除了基于TDOA多声源定位的虚假声源,并能充分利用阵列麦克风数量来提升多声源定位精度.

摘要： 在不影响送风机管道流场的前提下,基于声学法对送风机风速进行了实验测量.实验采用线性扫频电声源信号,扬声器和传声器分别交叉布置在流道两侧,并与流动方向成一定角度.通过对背景噪声分析,高温环境下声音信号的仿真分析,确定了声源频率为4～8 kHz,通过互相关时延估计算法的仿真研究,采用P HAT加权的互相关算法对声信号进行分析计算,得到传播过程中的准确飞渡时间,从而得到烟气流速.结果表明:声学法能够准确对送风机管道风速进行计算,其测量误差小于5％,能够满足电厂监测需求.

摘要： 传统纹理图像处理算法无法检测出多方向上图像重要信息,空间分布信息也会出现部分丢失,导致图像区块间的相关系数无法得到准确描述.提出交互式复杂纹理图像区块间互相关算法.选定图像中心点划分互相关区块,利用小波变换的平滑算法平滑不同图像区块,去除由噪声产生的极大值点,将多个边缘信息匹配并连接在一起,获取准确边缘信息.利用互相关算法计算处理后的区块系数,通过两个区块间互相关值与自相关值的偏差程度,准确描述区块间的互相关系数,实现交互式复杂纹理图像区块间互相关算法.仿真结果表明,除了图像区块自身相似偏差为0％外,相同文字图像区块之间的相似偏差为2.2％,不同文字图像区块的相似偏差均在21.4％以上.实验结果验证所提方法能够精准描述复杂纹理图像不同区块之间的相关程度,应用效果较好.

摘要： 在不影响磨煤机入口管道流场的前提下,基于声学法对锅炉磨煤机入口冷热风混合管道风速进行了实验测量.实验中扬声器和传声器分别交叉布置在圆形流道两侧,并与混合风的流动方向成一定角度.通过对背景噪声及现场环境分析,确定了声源频率为4～7 kHz,通过互相关时延估计算法,对声信号进行分析计算,得到混合风在传播过程中的准确飞渡时间,从而得到混合风的风速.结果 表明:声学法能够准确对磨煤机冷热混合风速进行计算,测速结果能够满足电厂监测需求.

摘要： 目前燃气管线泄漏定位多采用小波分解(WT)和经验模态分解(EMD)方法进行降噪处理,以提高定位精度.以燃气管线中常见的阀门泄漏为研究对象,比较上述两种降噪方法的适用性和区别,并探讨了法兰接头对定位精度的影响.研究结果表明,连续焊接钢管阀门泄漏的声发射信号主频为40 kHz,采用WT法的大部分工况的定位精度均在92％以上,准确性更高;采用EMD的各工况定位精度标准差更小,稳定性更好,法兰接头使信号主频衰减明显,无法实现定位.

摘要： 为保证单丝生产的品质,针对单丝取向度进行测量,提出基于互相关算法的单丝取向度测量方法.该方法采用声速法测量单丝取向度,选用STM32作为微处理器,并设计了激励脉冲放大电路与接收信号处理电路.微处理器产生的单脉冲经激励脉冲放大电路后传递至发送端压电陶瓷传感器使其产生振动,接收信号处理电路对接收端的信号波形进行滤波、 放大等操作后送至微处理器进行AD(Analog-to-Digital)采集与存储.根据相关性原理,计算传感器在不同位置的接收时间差,已知传感器移动距离,即可计算声音信号在单丝中的声速,进而可通过公式计算得到取向度,经实验验证结果表明,测量精密度优于1％.

摘要： 本文研究了一种新的基于互相关算法的数字化阻抗测量系统,详细讨论了数字化阻抗测量原理、矢量电压和矢量电流信号的高速高精度的数据采集原理、系统软件设计等关键环节.并针对扫频正弦波激励信号,给出了等效采样与实时采样相统一的采样率计算公式和有效的变采样率设计准则.实验结果表明,该方案20Hz～5MHz范围内可实现0.1﹪的测量精度.

摘要： 根据织物表面纹理灰度信息随机性的特点,通过织物表面纹理图像实现了非接触式的速度测量.利用高速线阵CCD相机采集织物表面纹理灰度信息,相邻两帧图像具有波形相似且有一定的空间位移,采用互相关算法及其改进算法计算出空间位移,结合连续两帧时间计算出织物运行速度.为提高计算准确度采用高斯曲线拟合互相关函数的峰值并给出拟合公式,得到了亚像素级的运动速度.通过实验验证了算法的可行性及其精度.

摘要： 利用多电极胞外记录系统对小鸡视网膜多个神经节细胞的放电活动进行同步采集与记录，通过互相关算法与Lempel-Ziv距离算法分别计算每个神经元在不同刺激下的响应相关性。互相关算法评估放电时间上的一致性，Lempel-Ziv 距离评估放电模式的相似度。研究结果表明，单个神经元在不同刺激下的响应之间没有明显的时间相关性，但存在不同程度的模式相关性，并且在放电模式上体现出刺激信息的特点，说明放电模式编码的机制可能存在于单个神经元的放电活动中。

摘要： 提出了一种全图像互相关的并行设计。该方法先利用时钟计数逻辑将采集到的图像信息以特定顺序存储在FPGA内部的存储单元中作为检测区域和模板，再利用多输入多输出的数据选择方式同时对32路图像数据进行并行的相关计算，通过流水方式得到最后结果，从而降低相关算法的耗时。实验证明：该方法有效地降低了全图像相关所需要的时间，为进一步的实时图像测速处理提供了保证。

摘要： 本文主要研究了红外图像中坏元的特性及其对自动目标识别性能的影响。首先分析了红外图像中坏元的特性，并对图像中的坏元进行检测，然后在真实的红外图像中加入一定数量的坏元，并采用基于灰度互相关的自动目标识别算法对加入坏元的红外图像进行目标识别试验。试验结果表明，图像中存在一定数量的坏元对识别性能的影响较小。

摘要： 本文主要研究了红外图像中坏元的特性及其对自动目标识别性能的影响。首先分析了红外图像中坏元的特性，并对图像中的坏元进行检测，然后在真实的红外图像中加入一定数量的坏元，并采用基于灰度互相关的自动目标识别算法对加入坏元的红外图像进行目标识别试验。试验结果表明，图像中存在一定数量的坏元对识别性能的影响较小。

摘要： 本文主要研究了红外图像中坏元的特性及其对自动目标识别性能的影响。首先分析了红外图像中坏元的特性，并对图像中的坏元进行检测，然后在真实的红外图像中加入一定数量的坏元，并采用基于灰度互相关的自动目标识别算法对加入坏元的红外图像进行目标识别试验。试验结果表明，图像中存在一定数量的坏元对识别性能的影响较小。

摘要： 本文主要研究了红外图像中坏元的特性及其对自动目标识别性能的影响。首先分析了红外图像中坏元的特性，并对图像中的坏元进行检测，然后在真实的红外图像中加入一定数量的坏元，并采用基于灰度互相关的自动目标识别算法对加入坏元的红外图像进行目标识别试验。试验结果表明，图像中存在一定数量的坏元对识别性能的影响较小。

摘要： 本文主要研究了红外图像中坏元的特性及其对自动目标识别性能的影响。首先分析了红外图像中坏元的特性，并对图像中的坏元进行检测，然后在真实的红外图像中加入一定数量的坏元，并采用基于灰度互相关的自动目标识别算法对加入坏元的红外图像进行目标识别试验。试验结果表明，图像中存在一定数量的坏元对识别性能的影响较小。

摘要： 本文首先简要给出有关互相关因子算法和绝对差分算法的基本原并在此基础上研究了不同的图像处理在用于倾斜量提取时对算法的影响,主要考察了图像的对比度增强、边缘检测以及滤波等,得出图像对比度的增强不影响算法的应用;在不考虑噪声信号的情况下,图像经边缘检测增强处理后算法仍有效,在有噪声信号的情况下需进行必要的降噪处理才能保证算法的有效性;针对所考虑的高斯噪声,通过比较不同的滤波方式得到自适应维纳滤波降噪效果最好;其对我们的算法应用具有重要的指导意义.

摘要： 本发明公开了一种适用于流体互相关测速的自适应广义互相关时延估计方法。该方法针对现有互相关方法无法有效实现含有强周期性成分流体信号的时延估计的问题，基于广义互相关的基本思想，引入自适应滤波器实现含有强周期性成分流体信号的时延估计。本发明通过对输入的上下游信号进行频域分析，确定强周期性成分是否存在及其对应的频率并设计相应的带阻滤波器抑制，然后计算抑制后的互功率谱密度，并通过傅里叶反变换获得互相关函数，最后通过峰值检测确定时延。该方法通过自适应地设计和调整带阻滤波器，具有较强的应用普适性。该方法对被测流体信号中的强周期性成分进行抑制，时延估计有效可靠，流速测量精度高且流速测量范围大。

摘要： 本发明公开了一种适用于流体互相关测速的自适应广义互相关时延估计方法。该方法针对现有互相关方法无法有效实现含有强周期性成分流体信号的时延估计的问题，基于广义互相关的基本思想，引入自适应滤波器实现含有强周期性成分流体信号的时延估计。本发明通过对输入的上下游信号进行频域分析，确定强周期性成分是否存在及其对应的频率并设计相应的带阻滤波器抑制，然后计算抑制后的互功率谱密度，并通过傅里叶反变换获得互相关函数，最后通过峰值检测确定时延。该方法通过自适应地设计和调整带阻滤波器，具有较强的应用普适性。该方法对被测流体信号中的强周期性成分进行抑制，时延估计有效可靠，流速测量精度高且流速测量范围大。

摘要： 本发明涉及一种反映互相关函数峰型特征的互相关测速方法，考虑了流速不均匀分布时互相关函数峰型存在不对称及多峰特征，测速方法可以得到比互相关函数峰值速度更加稳定的互相关测速结果，更符合实际工况。

摘要： 本发明提供了自相关与互相关结合的多段重复序列OFDM同步算法。本算法提出了一种经过拓展后的多段重复的导言结构，充分结合了互相关和自相关函数的特性，采用全新的定时度量指标，从而获得更好的定时同步性能。相对于其他算法，本发明能够充分利用多段导言结构和循环前缀所携带的信息，消除“平台效应”，同时结合了自相关算法的频率稳定性和互相关算法的定时包络单脉冲性，提升了OFDM系统的同步性能。同时，算法灵活可调，可在算法性能和运算量之间进行选择，满足不同需求。

摘要： 本发明提供一种基于双通道结构散斑互相关算法的改进数字图像相关方法，属于变形测量技术领域。该方法首先根据已知的待测试件尺寸，绘制结构散斑和随机散斑的数字图像，并制成散斑模板。然后处理待测试件表面，将随机散斑模板覆盖在试件表面，使用红色染料喷涂制作散斑点图案，待晾干后，将结构散斑图案覆盖在试件表面，使用蓝色染料制作结构散斑点到试件表面；再拍摄并存储试件的变形图像，分离出R通道和B通道数据。针对R通道和B通道分别分析、优化，得到更精确的图像变形数据。该方法实现了改进的数字图像相关方法，经验证可以适用于大变形和刚体等情况。

摘要： 本发明提供一种基于双通道结构散斑互相关算法的改进数字图像相关方法，属于变形测量技术领域。该方法首先根据已知的待测试件尺寸，绘制结构散斑和随机散斑的数字图像，并制成散斑模板。然后处理待测试件表面，将随机散斑模板覆盖在试件表面，使用红色染料喷涂制作散斑点图案，待晾干后，将结构散斑图案覆盖在试件表面，使用蓝色染料制作结构散斑点到试件表面；再拍摄并存储试件的变形图像，分离出R通道和B通道数据。针对R通道和B通道分别分析、优化，得到更精确的图像变形数据。该方法实现了改进的数字图像相关方法，经验证可以适用于大变形和刚体等情况。

摘要： 本发明提供了自相关与互相关结合的多段重复序列OFDM同步算法。本算法提出了一种经过拓展后的多段重复的导言结构，充分结合了互相关和自相关函数的特性，采用全新的定时度量指标，从而获得更好的定时同步性能。相对于其他算法，本发明能够充分利用多段导言结构和循环前缀所携带的信息，消除“平台效应”，同时结合了自相关算法的频率稳定性和互相关算法的定时包络单脉冲性，提升了OFDM系统的同步性能。同时，算法灵活可调，可在算法性能和运算量之间进行选择，满足不同需求。

摘要： 本发明涉及电力电缆局部放电技术领域，尤其涉及一种基于改进互相关算法的配电电缆局部放电在线定位方法，包括：在GCC‑PHAT方法的基础上，提出优化脉冲时窗技术，根据局部放电源在电缆中的相对位置，自适应调整相关函数的时窗大小。考虑到电磁波在电缆传播过程中的频率特性，通过绘制频率‑波速特性曲线图准确估计局部放电波速。最后提出一种修剪均值数据滤波算法，通过构造三层数据过滤器对采样数据进行过滤。与传统时延估计法进行仿真对比，结果表明所提方法在环境干扰严重、检测设备采样率受限的条件下，能够有效提高时延估计精度，减小定位误差。开展了电缆局部放电在线定位实验，实验结果表明，所提方法定位相对误差为0.47%，基本满足工程实际要求。

摘要： 本发明提供了一种基于FPGA的5G‑NR系统PSS互相关算法，包括：低频时钟按顺序写入单个采样点，接收数据流存储在256个寄存器组成的延迟线结构中，其中，接收数据包括实部I和虚部Q，I和Q都有各自的延迟线结构；高频时钟按交错顺序读出1个symbol长度的采样点，其中，仅读出所述1个symbol的后255个采样点、去掉第一个点；将实部对折相加；将虚部对折相减；时分复用完成本地PSS波形复数相乘。本发明在FPGA中计算PSS互相关运算时，将大大减少FPGA乘法器和RAM资源的消耗，减小FPGA器件容量，降低了成本和设备功耗。

摘要： 本发明公开了一种超声波流量测量中互相关算法的轻量化实现方法，包括步骤：流体管道的上、下游两个位置点，布置一对超声波换能器，所述超声波换能器兼具发送和接收超声波的功能；分别对两组所述回波信号进行信号采样，得到离散的数字信号；将信号由时域转到频域，再进行带通滤波处理；对两组信号在频域内进行离散互相关运算；对离散互相关函数进行傅里叶逆变换；对离散互相关函数进行三次样条插值处理，拟合关键部分曲线，求取最大值点，并据此得到飞行时间差；从而计算出瞬时及累积流量值。本发明提高了测量抗干扰能力、大幅降低了计算量，实现了互相关算法的轻量化，并使得互相关算法计算结果能够用于实际测量，且提高了测量精度。