基于VAP改进算法的天气雷达风速监测与预报研究

1

作者 徐光耀 文锐 李鑫 《自动化与仪器仪表》 2025年第8期113-117,共5页

为了提高风场反演精度,研究在速度方位处理算法基础上,增加了回波阈值判定和迭代平滑约束。结果表明,原始算法的平均路径误差减少至34.4 km,而在改进算法平均路径误差进一步降低至25.8 km。对比之下改进算法的路径误差减少了8.6 km,更... 为了提高风场反演精度,研究在速度方位处理算法基础上,增加了回波阈值判定和迭代平滑约束。结果表明,原始算法的平均路径误差减少至34.4 km,而在改进算法平均路径误差进一步降低至25.8 km。对比之下改进算法的路径误差减少了8.6 km,更接近中国气象局观测到的最佳路径。改进算法能够有效地减少路径误差,提高风场反演的精度。同时风场反演结果与实际观测数据更加一致,更能真实地反映台风的运动状况,这为台风预警提供了更准确的预测数据和科学依据。 展开更多

关键词 天气雷达 VAP 回波阈值 风速监测 预报

原文传递

基于双阈值的超声水表回波特征峰搜索方法

2

作者 余洪祥 王成李 +1 位作者 赵伟国 蒋延付 《声学技术》 北大核心 2025年第4期547-553,共7页

基于双阈值法的超声水表通过第一、二阈值电压检测确定回波信号的特征点和到达时间。然而由于超声水表回波特性易受测量环境影响,导致回波信号的特征点和到达时刻发生错误偏移,从而影响超声水表的测量精度。针对以上问题,提出了一种基... 基于双阈值法的超声水表通过第一、二阈值电压检测确定回波信号的特征点和到达时间。然而由于超声水表回波特性易受测量环境影响,导致回波信号的特征点和到达时刻发生错误偏移,从而影响超声水表的测量精度。针对以上问题,提出了一种基于双阈值法的回波特征峰搜索方法。该方法先预设回波特征峰和到达时间,并通过声速随温度的变化关系自调整预设到达时间;然后利用预设到达时间与测量得到的到达时间之间的关系进行回波特征峰的搜索,以获得回波信号特征点的准确定位,从而降低温度变化对到达时间测量的影响,获得准确的飞行时间。流量测试实验结果表明,样机在温度为10℃、20℃和50℃时具有良好的计量特性。高区流量的最大计量误差小于1.00%,重复性优于0.40%;低区流量的最大计量误差小于2.00%,重复性优于0.60%。样机满足一级水表的性能要求,验证了该方法的合理性。 展开更多

关键词 超声水表 双阈值法 回波信号 回波特征峰 飞行时间 时差法

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激光雷达回波信号多尺度增强方法研究

3

作者 王芳 宋斌 袁浩 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期60-66,共7页

由于目标物体的形状、大小、距离等因素的影响,激光雷达回波信号中的特征信息会分布在不同尺度上,且信号经历多径效应后,导致信号相位扭曲和叠加,使单纯依靠小波阈值对整体回波信号进行增强的思路变得过于简单,并且信号的非线性也影响... 由于目标物体的形状、大小、距离等因素的影响,激光雷达回波信号中的特征信息会分布在不同尺度上,且信号经历多径效应后,导致信号相位扭曲和叠加,使单纯依靠小波阈值对整体回波信号进行增强的思路变得过于简单,并且信号的非线性也影响信号增强的效果。提出一种基于CEEMDAN联合小波阈值算法的激光雷达回波信号多尺度增强方法。该方法首先利用形态滤波器去除激光雷达回波信号中含有脉冲、间歇等间断事件;再基于上述处理结果利用CEEMDAN算法对激光雷达回波信号实施有效的尺度分解,以有效地将复杂非线性信号分解成若干个IMF分量,提高信号处理的准确性;利用相关系数指标,获取回波信号中噪声以及信号之间的IMF临界点,使用小波阈值算法对其主导IMF分量实施去噪处理,根据处理结果实现信号的多尺度增强。实验结果表明,利用该方法开展回波信号增强时,信号去噪效果好、增强性能高。 展开更多

关键词 CEEMDAN分解 小波阈值 激光雷达通信 回波信号 多尺度 增强算法设计

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新疆短时强降水天气雷达回波特征 被引量：17

4

作者 庄晓翠 张云惠 +4 位作者 周雪英 杨莲梅 祝小梅 黄艳 罗继 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第11期1402-1415,共14页

利用新疆8部多普勒天气雷达资料,对其有效探测范围内2010—2018年暖季出现的229次不伴有冰雹的短时强降水雷达主要回波参数特征进行统计分析,并与中国中东部地区对比。结果表明,影响新疆短时强降水的对流风暴主要有合并加强型、列车效... 利用新疆8部多普勒天气雷达资料,对其有效探测范围内2010—2018年暖季出现的229次不伴有冰雹的短时强降水雷达主要回波参数特征进行统计分析,并与中国中东部地区对比。结果表明,影响新疆短时强降水的对流风暴主要有合并加强型、列车效应型和本地发展型三类,合并加强型最多(占45%),列车效应型最少(占20%),且因天山地形作用主要发生在天山北坡。凝练出各区域各类型雷达主要回波参数阈值,总体而言:南疆短时强降水阈值小于北疆,伊犁河谷最大,阿克苏地区最小;伊犁河谷短时强降水以低质心回波为主;北疆和巴州北部短时暴雨的最大回波强度大于50 dBz,南疆西部和阿克苏地区分别大于45 dBz、40 dBz;径向速度图上大多数个例能够监测到强辐合,受特殊地形影响,南疆西部和天山北坡监测到的强辐合较多;由超级单体造成的短时强降水在阿克苏地区发生相对较多,在其他区域为小概率事件。新疆伴有冰雹的短时强降水为小概率事件。新疆短时强水和短时暴雨最大回波强度阈值总体上高于中国中东部地区。 展开更多

关键词 新疆 短时强降水 回波参数 阈值

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S波段多普勒天气雷达非降水气象回波识别 被引量：26

5

作者 李丰 刘黎平 +1 位作者 王红艳 江源 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期147-158,共12页

在气象条件为晴空或有云但无降水的情况下,在雷达站附近经常可观测到大面积的非降水气象回波,这些回波对定量估测降水和雷达资料同化效果产生重要影响。为了有效识别这些非降水回波,该文发展了基于模糊逻辑识别和回波分块的非降水气象... 在气象条件为晴空或有云但无降水的情况下,在雷达站附近经常可观测到大面积的非降水气象回波,这些回波对定量估测降水和雷达资料同化效果产生重要影响。为了有效识别这些非降水回波,该文发展了基于模糊逻辑识别和回波分块的非降水气象回波识别算法(NPMDA)。该文首先利用地面和卫星资料为标准,提出了非降水回波的确定标准,并利用北京SA雷达,对非降水气象回波特性进行了统计分析,得到了隶属函数。在非降水回波识别时首先采用SCIT算法将回波组合成片,然后对整个PPI进行初步的判断。对不能初步判断为降水的PPI,采用模糊逻辑的方法计算成片回波的属性值,依据成片回波的属性值得到片内回波逐点识别时的阈值,从而实现了回波的动态阈值识别。结果表明:对大部分非降水气象回波识别效果较好,对较强降水回波误判较少,弱降水回波有时会出现一定的误判。与NCAR使用的ICADA方法相比,NPMDA方法能明显提高非降水回波的识别率,减少降水回波的误判率。 展开更多

关键词 非降水气象回波 模糊逻辑 回波识别 动态阈值

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基于点集合并的修正Hough变换TBD算法 被引量：12

6

作者 王国宏 李林 于洪波 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期198-208,共11页

在低信噪比条件下,基于Hough变换的检测前跟踪算法是进行强杂波背景下目标航迹检测的一种手段。本文针对Hough变换后一个目标产生多条可能航迹以及航迹内可能存在杂波点的问题,提出了一种基于能量最大点和点集合并的修正Hough变换检测... 在低信噪比条件下,基于Hough变换的检测前跟踪算法是进行强杂波背景下目标航迹检测的一种手段。本文针对Hough变换后一个目标产生多条可能航迹以及航迹内可能存在杂波点的问题,提出了一种基于能量最大点和点集合并的修正Hough变换检测前跟踪算法。该算法利用量测点时序、能量信息及目标速度先验信息对Hough变换后点迹进行关联和剔除,能够有效的对目标原始航迹进行回溯。针对高斯噪声背景下的飞行目标,仿真结果表明该算法能够对微弱目标进行有效检测,在目标数目、杂波密度、信噪比发生变化的条件下仍能保持较高的检测概率。 展开更多

关键词 检测前跟踪 HOUGH变换 门限 回波时序 回波能量

原文传递

脉冲激光探测平面目标特性对测距分布的影响 被引量：17

7

作者 徐孝彬 张合 +2 位作者 张祥金 陈杉杉 张伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期78-87,共10页

针对脉冲激光近程探测系统平面目标特性影响测距分布的问题,推导了平面目标脉冲响应方程和脉冲激光回波方程,分析了不同平面目标倾斜角、激光发射发散角和激光发射脉宽对激光回波展宽的影响.基于脉冲激光回波方程和恒阈值时刻鉴别方法,... 针对脉冲激光近程探测系统平面目标特性影响测距分布的问题,推导了平面目标脉冲响应方程和脉冲激光回波方程,分析了不同平面目标倾斜角、激光发射发散角和激光发射脉宽对激光回波展宽的影响.基于脉冲激光回波方程和恒阈值时刻鉴别方法,推导了平面目标的测距概率密度函数解析式,并理论仿真分析了不同平面目标倾斜角、激光发射功率、激光发射发散角及阈噪比对测距统计特性分布的影响.运用蒙特卡罗算法进行全波形模拟测距实验;搭建脉冲激光测距实验环境,进行20 m测距实验.实验结果表明:理论仿真、蒙特卡罗模拟实验与实际实验的测距概率密度分布基本一致,随着平面目标倾斜角的增大,测距均值和测距方差增大;当倾斜角度为0°,20°,40°,60°时,回波信噪比高于阈噪比,测距分布呈现高斯分布;当倾斜角度为70°时,回波信噪比低于阈噪比,分布不再呈现高斯分布,呈现上升沿缓下降沿陡的分布特性.研究结果为研究目标平面特性对脉冲激光探测测距分布的影响提供了理论依据. 展开更多

关键词 脉冲激光探测 平面目标回波特性 恒阈值鉴别 测距概率密度分布

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基于激光雷达回波信号的自适应阈值车道线检测 被引量：10

8

作者 吴毅华 梁华为 +3 位作者 王智灵 梅涛 辛煜 黄如林 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期451-458,共8页

基于激光雷达的车道线检测目前使用最多的是基于雷达扫描点密度的检测方法,但它的抗干扰能力差.为此,本文利用激光雷达的回波脉冲宽度对于车道线与路面的区分度进行特征提取,提出一种特征提取方法,分两步进行——基于脉冲宽度动态阈值... 基于激光雷达的车道线检测目前使用最多的是基于雷达扫描点密度的检测方法,但它的抗干扰能力差.为此,本文利用激光雷达的回波脉冲宽度对于车道线与路面的区分度进行特征提取,提出一种特征提取方法,分两步进行——基于脉冲宽度动态阈值的种子点提取和基于高斯核加权搜索的区域生长.然后引入FCL(fuzzy C-means of line)算法识别车道线(以线为中心进行聚类),最后通过最小二乘法拟合车道线.通过实车在6个不同的道路场景下进行实验,都能够准确检测出车道线,同时具有较高的检测精度. 展开更多

关键词 回波脉冲宽度 车道线检测 动态阈值

原文传递

基于单波束仰扫回波信号强度处理的船舶吃水检测技术 被引量：6

9

作者 李吉祥 周新聪 +2 位作者 初秀民 陈德山 陈先桥 《船海工程》 北大核心 2017年第6期12-16,22,共6页

针对内河船舶超吃水引发的船舶安全问题,提出单波束声呐在水下仰扫,对目标船舶回波信号的强度值进行处理并滤除干扰误差,测量内河船舶动态吃水值的检测方法。采用自适应阈值法甄别仰扫单波束声呐发射到船底的回波信号,利用中值滤波滤除... 针对内河船舶超吃水引发的船舶安全问题,提出单波束声呐在水下仰扫,对目标船舶回波信号的强度值进行处理并滤除干扰误差,测量内河船舶动态吃水值的检测方法。采用自适应阈值法甄别仰扫单波束声呐发射到船底的回波信号,利用中值滤波滤除回波信号异常数据得到单波束声呐到目标船舶底部的距离,用测深传感器测得的水深值减去此距离得到船舶的实时吃水值。对不同吃水值的模拟船舶进行吃水测量实验,结果表明:该系统能够较为准确测量船舶吃水值。 展开更多

关键词 船舶安全 船舶吃水 单波束 回波强度 自适应阈值法 中值滤波

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小波阈值去噪在超声测压回波处理中的应用 被引量：2

10

作者 谢建 李良 +1 位作者 陈显敏 罗志军 《机床与液压》 北大核心 2009年第12期157-160,共4页

超声管外测压中回波信号易受到噪声的干扰,针对循环法时间测量中存在门限电压高、触发点漂移问题,提出用小波阈值去噪法对回波信号进行预处理。仿真结果表明:选用Sym8小波、"heursure"阈值准则,采用软阈值法,分解尺度为9时,... 超声管外测压中回波信号易受到噪声的干扰,针对循环法时间测量中存在门限电压高、触发点漂移问题,提出用小波阈值去噪法对回波信号进行预处理。仿真结果表明:选用Sym8小波、"heursure"阈值准则,采用软阈值法,分解尺度为9时,去噪效果最好。去噪后,门限电压降低,消除了触发点的漂移。 展开更多

关键词 超声测压 阈值去噪 回波信号

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基于自适应提升方案的回波信号消噪算法研究 被引量：1

11

作者 夏平 刘馨琼 +1 位作者 向学军 万钧力 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第7期201-204,共4页

采用自适应提升小波方案,根据激光探测系统接收的回波信号特征,提出了一种更新滤波器和预测滤波器的设计方案,从而实现了自适应地调整预测和更新算子,增强了与处理信息的匹配,有效地提高了系统输出回波信号的峰值信噪比.其次,利用激光... 采用自适应提升小波方案,根据激光探测系统接收的回波信号特征,提出了一种更新滤波器和预测滤波器的设计方案,从而实现了自适应地调整预测和更新算子,增强了与处理信息的匹配,有效地提高了系统输出回波信号的峰值信噪比.其次,利用激光探测系统中检测的回波信号与噪声特点,给出了一种去噪软阈值的选取方案.将此算法应用于激光探测系统消噪,较好地满足了在强背景噪声下检测微弱信号的要求.仿真结果表明,采用该算法实现的激光探测系统去噪,在抑制噪声的同时较有效地保留信号的细节,重构了清晰的回波信号. 展开更多

关键词 激光探测系统 自适应提升方案 去噪 软阈值 回波

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时差式超声测量回波信号处理研究 被引量：3

12

作者 成俊 张金 王伯雄 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期34-37,共4页

研究了一种软、硬件结合的时差式超声测量回波信号处理方法。分析介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件设计流程与主要功能。超声回波信号调理模块提取从接收换能器得到的原始超声波信号并转换成后续处理电路易于处理的稳定回波... 研究了一种软、硬件结合的时差式超声测量回波信号处理方法。分析介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件设计流程与主要功能。超声回波信号调理模块提取从接收换能器得到的原始超声波信号并转换成后续处理电路易于处理的稳定回波信号。利用现场可编程门阵列(FPGA)的可编程特性设计了数字信号处理模块,得到过零比较信号和阈值比较信号,从而锁定回波到达时刻。 展开更多

关键词 超声测量 回波信号处理 信号调理 阈值比较

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激光脉冲测距双阈值时刻判别技术研究 被引量：2

13

作者 徐伟 陈钱 +1 位作者 顾国华 何伟基 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期30-31,共2页

在脉冲式激光测距技术中,回波信号幅度和上升时间变化引起的时间晃动误差是影响激光测距精度的主要因素之一。针对时间晃动误差带来的测距精度低的难题,在分析了时间晃动误差和总结一般时刻判别技术的基础上,设计了由高速比较电路,单稳... 在脉冲式激光测距技术中,回波信号幅度和上升时间变化引起的时间晃动误差是影响激光测距精度的主要因素之一。针对时间晃动误差带来的测距精度低的难题,在分析了时间晃动误差和总结一般时刻判别技术的基础上,设计了由高速比较电路,单稳态脉冲展宽电路、脉冲延时电路和快符合电路组成的双阈值时刻判别电路,并对电路进行了误差分析。与一般的时刻判别电路相比,时间晃动误差大大减小,时刻判别精度得到有效提高。实验结果表明:采用该技术的激光测距机精度达到10cm。 展开更多

关键词 激光脉冲测距 回波信号 时刻判别 双阈值 时间晃动误差

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基于蚁群算法优化回声状态网络的研究 被引量：11

14

作者 宋绍剑 王尧 林小峰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第12期2326-2332,共7页

针对输出权值采用最小二乘法的回声状态网络(ESN),在随机选取输入权值和隐层神经元阈值时,存在收敛速度慢、预测精度不稳定等问题,提出了基于蚁群算法优化回声状态网络(ACO-ESN)的算法。该算法将优化回声状态网络的初始输入权值、隐层... 针对输出权值采用最小二乘法的回声状态网络(ESN),在随机选取输入权值和隐层神经元阈值时,存在收敛速度慢、预测精度不稳定等问题,提出了基于蚁群算法优化回声状态网络(ACO-ESN)的算法。该算法将优化回声状态网络的初始输入权值、隐层神经元阈值问题转化为蚁群算法中蚂蚁寻找最佳路径的问题,输出权值采用最小二乘法计算,通过蚁群算法的更新、变异、遗传等操作训练回声状态网络,选择出使回声状态网络预测误差最小的输入权值和阈值,从而提高其预测性能。将ACO-ESN与ELM、I-ELM、OS-ELM、B-ELM等神经网络的仿真结果进行对比,结果验证经过蚁群算法优化的回声状态网络加快了其收敛速度,改善了其预测性能,并增强了隐层神经元的敏感度。 展开更多

关键词 回声状态网络 蚁群 优化 权值 阈值

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塔机防碰撞系统中远距离超声信号消噪的研究 被引量：2

15

作者 寇雪芹 谷立臣 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第4期598-603,614,共7页

根据塔机防碰撞系统远距离障碍物检测需要,针对远距离超声目标检测时,传统数字滤波对回波消噪后,回波峰值位置有延迟以及远距离信噪比较低,影响目标的检测和测距准确度.提出利用小波改进的阈值函数消噪方法进行回波消噪.仿真和实验结果... 根据塔机防碰撞系统远距离障碍物检测需要,针对远距离超声目标检测时,传统数字滤波对回波消噪后,回波峰值位置有延迟以及远距离信噪比较低,影响目标的检测和测距准确度.提出利用小波改进的阈值函数消噪方法进行回波消噪.仿真和实验结果表明:基于改进阈值的超声回波消噪方法使回波峰值位置无延迟,可以明显提高信噪比,其去噪效果优于传统的数字滤波和小波的软、硬阈值消噪方法,适用于远距离超声测量和目标有效检测. 展开更多

关键词 超声回波 远距离超声测量 小波阈值消噪 信噪比

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利用回波波形特征实现激光雷达的水陆分离 被引量：8

16

作者 曹彬才 朱述龙 +1 位作者 邱振戈 曹斌 《海洋测绘》 CSCD 2018年第3期12-16,共5页

针对双频测深激光雷达数据的特点,研究了利用激光回波波形特征实现点云数据水陆分离的方法。激光和水体的相互作用通常会导致激光回波波形的展宽,与仅在空气中传播的陆地激光回波有明显区别。首先采用高斯函数对回波数据进行波形模拟,... 针对双频测深激光雷达数据的特点,研究了利用激光回波波形特征实现点云数据水陆分离的方法。激光和水体的相互作用通常会导致激光回波波形的展宽,与仅在空气中传播的陆地激光回波有明显区别。首先采用高斯函数对回波数据进行波形模拟,用期望方差最大法求解高斯函数的最优参数,得到波形拟合特征参数,随后以绿波段的波宽之和以及红波段与绿波段振幅比值这两个指标作为水陆分离的特征参数,采用最佳阈值分割法得到阈值参数并实现水陆分离,最后采用遥感影像辅助生成准确的水陆点云类别,评价本文方法的分类精度。实验结果表明,基于回波波形特征和阈值分割的方法能够较为准确地实现双频测深激光雷达数据的水陆分离,数据正确率优于94%。 展开更多

关键词 激光测深 回波特征 点云分类 水陆分离 阈值分割

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一种高精度超声液位测量系统的研究 被引量：9

17

作者 温淑慧 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期494-496,共3页

介绍一种双阈值技术提高精度的超声在线液位检测方法,系统采用参考探头的方法,消除温度、压力等对液位高度的影响,利用脉冲反射法实现精确的超声液位测量,从而达到油罐液位测量的在线检测。

关键词 高精度 超声液位测量系统 双阈值法 脉冲反射法 超声测距 油罐液位

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基于双阀值法的超声辊型在线检测系统 被引量：1

18

作者 温淑慧 段惠芳 郑德忠 《传感器世界》 2001年第11期17-19,共3页

介绍一种基于对阀值技术提高检测精度的超声在线辊型检测方法,同时系统还采用参考探头的方法,消除温度、压力等对声速的影响,从而实现精确的超声测距,达到辊型在线检测的要求。

关键词 双阀值法 超声辊型 在线检测系统

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基于改进小波阈值函数的船用雷达回波去噪 被引量：5

19

作者 陈晓楠 索继东 柳晓鸣 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第2期196-199,227,共5页

为了对船用雷达(9 GHz脉冲雷达)回波降噪,提出了基于小波阈值函数的改进方法,分析了中间阈值以及对应的阈值函数对船用雷达回波信号降噪的影响.在模拟雷达回波信号的降噪实验中,对新的阈值方法与软阈值、硬阈值、Firm阈值、Yasser阈值... 为了对船用雷达(9 GHz脉冲雷达)回波降噪,提出了基于小波阈值函数的改进方法,分析了中间阈值以及对应的阈值函数对船用雷达回波信号降噪的影响.在模拟雷达回波信号的降噪实验中,对新的阈值方法与软阈值、硬阈值、Firm阈值、Yasser阈值方法进行了比较.通过对阈值函数参数的调整,使得新的小波阈值函数得到更高的信噪比、更小的均方根误差和更大的能量比,证明了新方法的有效性;在实测雷达回波信号的降噪实验中,得到了一致的结论,证明了新方法的实用性. 展开更多

关键词 多分辨分析 小波 阈值函数 降噪 模拟船用雷达回波 实测船用雷达回波 9 GHz脉冲雷达

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采用预测残差的回声消除单双端检测算法 被引量：1

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作者 谢维波 王正腾 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期201-206,共6页

在单端与双端状态下,自适应滤波器的预测残差数值迥异,对预测残差数值进行归一化处理,拉开单端、双端状态的数值差距,扩大阈值范围.提出基于预测残差的回声消除单双端判断方法,并提出在单双端交界处使用自适应滤波器权值复用与更新机制... 在单端与双端状态下,自适应滤波器的预测残差数值迥异,对预测残差数值进行归一化处理,拉开单端、双端状态的数值差距,扩大阈值范围.提出基于预测残差的回声消除单双端判断方法,并提出在单双端交界处使用自适应滤波器权值复用与更新机制,以及算法的实现步骤.实验结果表明:该算法具有宽广的阈值选择范围,可以有效防止因单双端误判引起的滤波器发散,减小总的回声消除预测误差. 展开更多

关键词 回声消除 自适应滤波预测残差 阈值选择 权值复用与更新机制

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