Фильтрация шумов

Аналоговые средства позволяют осуществлять фильтрацию шумов с широкой полосой частот со > os = л/Tq. Низкочастотные фильтры, стоящие перед квантователем, должны при частоте o = ft)s = (uo/2 обеспечивать значительное ослабление—порядка [c.459]

Методы фильтрации шумов. Для компенсации шумов в изображении успешно применяется простой пороговый метод, при котором последовательно проверяется цифровое представление яркости всех элементов изображения / (х, у), и если яркость элемента Рц анализируемой группы из N X N элементов превышает среднюю яркость группы [c.103]

В практике построения СТЗ встречаются случаи, когда основной вклад в общую погрешность изображения вносит один элемент системы тогда не применяют фильтрацию шумов всего изображения, а предусматривают только компенсацию погрешностей этого элемента. Примером может служить геометрический шум, свойственный твердотельным полупроводниковым приемникам — приборам с зарядовой связью и фотодиодным матрицам. Чтобы скомпенсировать погрешность любого элемента фотоприемника, целесообразно использовать двойное считывание каждого кадра — темповое и с изображением. Скорректированное изображение получается вычитанием сигналов каждого элемента, полученных при двух считываниях. [c.104]

Для исключения наводок и шумов использовали специальный фильтр, удаляющий импульсную электромагнитную наводку, и проводили фильтрацию по амплитуде и длительности сигналов. [c.109]

В пространстве частот эта проблема сводится к оценке структуры двумерного энергетического спектра квантовых шумов томограммы, ее сопоставлению с двумерным спектром структур, подлежащих обнаружению и анализу возможности оптимальной пространственной фильтрации. [c.414]

Шумы реальных РЭМ имеют спектр гиперболической формы F(/(o) = 1//и и могут быть учтены в конкретном случае путем их предварительного анализа по частотному составу и последующей фильтрации, где / — частота рассматриваемого спектра. Кроме того, на поверхности излома, даже испытанного в лаборатории образца, присутствует группа артефактов, искажающих спектр Фурье. Одним из них является неравномерность освещения в электронном микроскопе фасетки с уста- [c.208]

Для намагничивания используются поля, далекие от насыщения. Сигнал с измерительной обмотки пропускается через узкополосный фильтр, подавляющий шумы промышленной частоты и высокочастотные помехи, обусловленные движением контролируемого материала и шероховатостью его поверхности. После фильтрации сигнал усиливается и подается на два раздельных интегрирующих усилителя. Один из них подает сигнал на модулятор импульсов. Величина намагничивающих импульсов зависит от сигнала модулятора импульсов. Постоянную времени интегрирования и коэффициент усиления можно изменять для получения наилучших результатов. Второй усилитель также регулируется по постоянной времени интегрирования и по коэффициенту усиления. Сигнал с него подается на выход устройства. Это позволяет скомпенсировать выходной сигнал по постоянному току, чтобы на записывающем устройстве выделить необходимый диапазон изменения магнитной твердости. В качестве помех в работе такого устройства отмечаются скорость движения листа (вводится специальная компенсация) и толщина листа (ослабление сигнала с увеличением толщины). Коррекция влияния толщины вводится изменением величины выходного сигнала в соответствии с заданной фактической толщиной. [c.71]

Отмечая важную роль фазы и необходимость сохранения информации о ней, мы отчасти затронули содержание следующих разделов. Другие приложения амплитудной фильтрации включают удаление следов развертки из телевизионных кадров, удаление точечной структуры полутоновых изображений (двумерный эквивалент удаления развертки растра), исключение аддитивного шума и управление контрастностью изображения. Последняя операция из перечисленных производится путем изменения баланса вкладов высоких и низких частот в изображение. [c.113]

В принципе коррекцию искажений системы целесообразно выполнять обработкой самой голограммы до ее восстановления. Примеры такой коррекции маскирования и подавления шумов описаны в предыдущем параграфе. Однако в тех случаях, когда, как, например, при подавлении шумов, для коррекции необходима априорная информация о свойствах неискаженных сигналов и изображений, приходится прибегать к обработке восстановленного изображения, так как часто эту априорную информацию легче задать по отношению к самим объектам, а не к их голограммам. Кроме того, следует учитывать, что обработка восстановленного изображения иногда может оказаться в вычислительном отношении более простой, чем эквивалентная обработка голограммы. Так, например, коррекция маскирования путем обработки восстановленного изображения по (8.9) при заданной маскирующей функции может быть выполнена намного быстрее, чем пространственная фильтрация голограммы даже при использовании рекурсивных и разделимых цифровых фильтров. [c.172]

Главной проблемой в коррекции восстановленных изображений является подавление шумов. Для изображений, восстановленных с голограмм, характерен особый и мало изученный вид шума — шум когерентности или спекл-шум, связанный с диффузными свойствами реальных объектов и искажениями голограмм в голографических системах [172]. Некоторые результаты изучения статистических характеристик этого шума при различных искажениях голограмм, полученные путем цифрового моделирования, приведены в гл. 10. Эти результаты, а также аналитическое изучение спекл-шума [147] показывают, что спекл-шум является гораздо более сложным объектом как по своим статистическим характеристикам, так и по взаимодействию с сигналом, чем привычный аддитивный флуктуационный независимый от сигнала шум, который обычно рассматривается в работах по обработке изображений [55, 86, 89]. Поэтому вопрос об оптимальной фильтрации такого шума в настоящее время остается открытым и для фильтрации используются методы оптимальной линейной фильтрации (подробнее [c.172]

Главным условием применимости частотной фильтрации для оценки математической интерферограммы является одномерность интерферограммы. В этом случае, как зто следует из свойств ДПФ, в дискретном спектре Фурье интерферограммы будет наблюдаться сосредоточенный по площади интенсивный выброс, соответствующий математической интерферограмме, а на остальной части частотной плоскости будут присутствовать практически только компоненты шума. Для того чтобы увеличить степень сосредоточенности выброса сигнала интерферограммы, целесообразно при выполнении дискретного преобразования Фурье маскировать двумерный сигнал интерферограммы функциями, постоянными в центре интерферограммы и гладко спадающими к ее периферии,— так называемыми функциями окна, широко практикуемыми при получении оценок спектров [27]. [c.183]

Для коррекции нелинейных искажений интерферограммы, кроме линейной фильтрации, существует еще одна возможность, применимая в отличие от линейной фильтрации для любых интерферограмм — адаптивное нелинейное преобразование шкалы сигнала. Оно может быть основано на использовании свойств математической интерферограммы в статистических измерениях и на том факте, что монотонное нелинейное преобразование однозначно сказывается на законе распределения значений сигнала. Если hi v) — гистограмма распределения значений сигнала наблюдаемой искаженной интерферограммы, hjs (v) — плотность распределения значений шума Ni х, у), (v) — плотность распределения значений шума х, у), hf (у) — плотность распределения значений математической интерферограммы, а А х, у) и В [х, у) — константы, не зависящие от х, у) (объект — чисто [c.186]

В случае, если шумы х, у) и iVg (х, у) малы или их удалось подавить с помощью фильтрации, задача коррекции нелинейных искажений интерферограммы сводится к задаче такого преобразования шкалы значений искаженной интерферограммы, в результате которого ее распределение hi v) преобразуется в заданное hf(v). Можно предложить следующий простой алгоритм определения таблицы перекодирования, соответствующей такому преобразованию. [c.187]

Данный метод компенсации фазовых шумов может быть полезен для схем пространственной фильтрации и корреляционной обработки изображений, а также в интерферометрии и адаптивной Оптике. [c.286]

Допустим теперь, что на входе схемы согласованной пространственной фильтрации помещен транспарант с записью изображения в виде аддитивной смеси сигнала и помехи, т. е. g(x, y)=s(x, у)+п х, у), причем помехой п х, у) является однородный стационарный шум (белый шум). Поскольку сигнал и шум аддитивны, а схема согласованной пространственной фильтрации является линейной системой, то можно рассматривать прохождение сигнала и шума раздельно. [c.240]

Таким образом, контрольный сигнал является мерой неадекватности модели реальному процессу. Д. В. Тригг и А. Лич [46 ] предложили модифицировать методы, в которых используется экспоненциальное сглаживание, посредством изменения скорости реакции в зависимости от величины контрольного сигнала на основе введения автоматической обратной связи. Действительно, когда величина следящего сигнала возрастает, что говорит о росте расхождения между принятой и действительной моделью, необходима более быстрая реакция метода, которая достигается за счет увеличения значения постоянной сглаживания, придающего больший вес последним наблюдениям. Таким образом, имеет место отрицательная обратная связь. Как только метод приспособился к новой ситуации, необходимо уменьшить а для фильтрации шума. Простой способ достижения такой адаптивной скорости реакции состоит в выборе [c.50]

Нелинейно-оптическая фильтрация шумов в бездисперсионном режиме сжатия менее эффективна, так как на малых расстояниях не происходит существенного сглаживания амплитудно-фазовых флуктуаций. Кроме того, в бездисперсионном режиме нарушается взаимно однозначное соответствие между временем т и текущей частотой со(т). Тем не менее спектральная фильтрация позволяет стабилизировать параметры излучения за счет снижения степени сжатия (например, для а=0,2, - =0,64, отношение Os/S уменьшается с 23 до 12 % при уменьшении S от 4,3 до 3,3). [c.186]

Как и в общей теории регулирования, в теории оптимально управляемых процессов большое место занимают проблемы управления системами, работающими в случайных обстоятельствах. Общая теория стохастических регулируемых систем имеет богатую историю и включает в себя такие, ставшие классическими, разделы науки, как математическую теорию информации, теорию оптимального преобразования случайных сигналов (в том числе теорию фильтрации шумов и теорию прогнозирования) и т. д. Однако вопросы, относящиеся к этим разделам теории регулирования, остаются вне рамок настоящего очерка. Подробный обзор соответствующих результатов читатель может найти в сборнике Техническая кибернетика в СССР за 50 лет . Здесь мы ограничимся обсуждением сравнительно узкого круга проблем, связанных с управлением стохастическими системами при условиях экстремума заданных функционалов на случайных движениях. А именно, здесь будут обсуждены такие задачи и относящиеся к ним результаты, которые сформулировались как следствие обобщения аналогичных задач об оптимальном управлении детерминированными системами. Некоторые из таких задач, связанных с обобщением на стохастический случай проблемы аналитического конструирования регуляторов, уже упоминались выше (см. 14, стр. 207). Теперь будут обсуждены некоторые общие схемы, в которые укладываются рассматриваемые стохастические задачи об оптимальном управлении. [c.228]

Большое место задачам управления стохастическими системами уделено в монографии В, И. Зубова Теория оптимального управления судном и другими подвижными объектами (1966). Прикладным вопросам теории случайных процессов в нелинейных автоматических системах посвящена монография А. А. Первозванского Случайные процессы в нелинейных автоматических системах (1965). Вопросы оптимальной фильтрации шумов в связи с проблемами управления изучены в монографии Р. А. Полуэктова и В. Я. Катковника Многомерные дискретные системы управления (1966). [c.233]

Натурные испытания отдельных узлов и деталей проводятся в основном по методикам, изложенным в подразд. 3.2 и 3.3. В ряде случаев такие испытания незаменимы. Это относится, в частности, к определению способности демпфера к фильтрации шумов в трансмиссии, так как их уровень зависит от параметров всей машины. В настоящее время учитывают уровень шума при холостом ходе, т. е. при выключенных передачах в коробке, уровень шума при включенных передачах в коробке и уровень шума при торможении машины двигателем. Они определяются органолептически и с помощью акустической аппаратуры при доводочных, исследовательских и приемосдаточных испытаниях. [c.270]

Анализ совокупности указанных обстоятельств и накопленный опыт практического использования ПРВТ, выявивший среди прочего такие особенности, как необходимость достижения высокого пространственного разрешения при реконструкции внутренней структуры промышленных изделий и высокий уровень отношения сигнал/шум, позволяют в большинстве случаев отдать предпочтение алгоритму обратного проецирования с фильтрацией (одномерных проекций) сверткой (ОПФС). [c.401]

Новым содержанием наполняется н очевидный вывод о возможности использования предварительной фильтрации излучения с целью сужения рабочего интервала энергий Д и соответствующей минимизации суммарной погрешности реконструкции, вклю чающей не только квантовый шум, обратно пропорциональный АЕ , но и погрешность немоноэнергетичности, абсолютная величина которой возрастает— АЕ . [c.417]

С учетом (67) СКО квантовых шумов метода замещения и зависимости от экспозиции при измерении стандартных проекций Рен ( > Ф) составляет от 1 до 1,4 от уровня СКО моноэнер-гетического приближения. Фактически же отсутствие предварительной фильтрации излучения, в методе замещения, позволяет одновременно снизить и уровень квантовых шумов за счет более полного использования фотонов с низкой энергией. [c.423]

Регистрация сигналов АЭ осуществляется по их уровню (величина) или по частотному составу их спектра. В обоих случаях осуществляется фильтрация поступающих сигналов для устранения помех и шумов от посторонних источников, например от зон контакта датчика с поверхностью, где он расположен и в результате деформации поверхности может иметь мезопере- [c.71]

Диагностика места расположения усталостной трещины основана на принципе пространственно временной селекции регистрируемых сигналов АЭ [127, 128]. На объект устанавливается множество датчиков в виде ат1тенной решетки. Ячейки решетки выбирают по геометрии различной формы в зависимости от алгоритма обработки информации. При визуализации результатов анализа по накоплению повреждений в наиболее повреждающейся зоне их представляют в виде кластера сигналов АЭ наибольшей интенсивности. Достоверность диагностирования зоны появления и развития трещины существенно зависит от спектра шумов и метода их фильтрации. [c.72]

Медианная фильтрация позволяет решить обе задачи — нодавнть белый шум п полностью устранить выбросы при незначительном сглаживании перепадов. Степень подавления шума можно повысить за счет ее итеративного примеиення [1J. Например, в случае равномериого распределеиия шума дисперсия текущей медианы меньше дисперсии [c.73]

Основная трудность при стендовых испытаниях заключается в определении полезного сигнала и его фильтрации от помех. Для этого предварительно определйют параметры шумового фона помещения и приводной установки (уровень и спектральный состав шума) при различных частотах ее вращения. [c.415]

Метод управления частотной характеристикой оптич. системы с по-мощью транспарантов, устанавливаемых в фурьс-плоскости, наз. принципом корреляц. фильтрации. С его помощью решаются разнообразные задачи, такие, как улучшение разрешающей способности оптич. системы, связанное, напр., с сужением гл. максимума ф-ции рассеяния уменьшение боковых лепестков ф-ции рассеяния (апо-дизация), выполняемое с помощью т. и. мягких диафрагм— плавного уменьшения пропускаемости диафрагмы от центра к краям (напр., по линейному закону) устранение пространственно-периодич. шума в изображении апостериорная обработка изображений. [c.388]

Перспективными являются цифровые системы управления внброиспытаниями на случайную вибрацию использующие методы цифровой фильтрации случайных процессов [4, ]0], В таких системах формирование частотных характеристик управляемого фильтра выполняется с помощью цифровых нерекурсивных фильтров [10]. Многомерный цифровой формирующий фильтр МЦФ (рис. 7) является по существу специализированным процессором (СП), содержащим устройство управления (УУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), блок сопряжения (БС) с управляющей мини-ЭВМ, генератор псевдослучайных тестовых сигналов (ГТС) и блок генераторов белого шума (ГБШ). ГТС служит для определения динамических характеристик внбросистем в режиме идентификации, а ГБШ — для генерирования белого шума в режимах испытаний и итерационного управления. Благодаря быстродействию такого СП алгоритмы нерекурсивной цифровой фильтрации работают в реальном времени, что позволяет, с одной стороны, произвольным образом изменять форму спектральной [c.470]

Методы первичной обработки, в свою очередь, разделяют на две подгруппы. К алгоритмам первой подгруппы относят различного рода процедуры фильтрации как простейшие (низкочастотная, высокочастотная, полосовая фильтрация, разделение на отдельные частотные составляющие с помощью гребенки полосовых фильтров), так и более сложные (оптимальная фильтрация с помощью фильтров Винера, Калмана — Бьюси и др.). К ним относятся и методы обнаружения и исключения аномальных наблюдений, алгоритмы сглаживания, направленные на выделение детерминированных компонентов сигнала (выявление трендов полиномиального, циклического или заранее неизвестных видов), а также методы согласованной фильтрации, при которых характеристики фильтра выбираются с учетом формы полезного сигнала (обычно импульсного) и статистических свойств шума. [c.456]

С другой стороиы, стремление к выполнению условий полной инвариантности ошибки нецелесообразно, так как это привело бы к созданию системы, передаточная функция которой по отношению к управляющему воздействию близка к единице. Такие системы не могут найти практического применения из-за отсутствия в них фильтрации высокочастотных шумов в управляющем воздействии, имеющих место в любом СП. [c.90]

Для определения матрицы коэффициентов T]s p оптимального линейного фильтра по (9.10) или (9.15) необходимо знать первые и вторые моменты сигнала и шума х , а ар , Эти данные относятся к так называемым априорным данным, которые должны быть заранее найдены с помош ью статистических изменений для заданного класса сигналов и шумов. Но в практике обработки интерферограмм обычно нет возможности задать эти данные заранее. Так, если шум датчиков сигнала (фотопленки, фотоумножителей ИТ. д.) поддается априорным измерениям, то составляю-ш ие шума, определяемые объектом (функция В х, у) в формулах (9.1), (9.3)), измерить и статистически описать обычно нельзя. Кроме того, в интерферометрических измерениях чаш е всего и характеристики оцениваемой интерферограммы известны только очень грубо. Поэтому требуемые данные о моментах сигнала и шума на практике приходится извлекать из наблюдаемой зашумленной интерферограммы или набора однотипных интерферограмм, которые должны быть восстановлены фильтрацией. Такая фильтрация, основанная на эмпирически измеренных данных, является адаптивной, так как параметры фильтра настраиваются по наблюдаемому сигналу, и, вообще говоря, нелинейной, так как параметры фильтра могут получаться в результате нелинейных процедур оценивания и принятия решений. [c.183]

Поэтому для двумерных интерферограмм линейная фильтрация для подавления аддитивного шума и нелинейных искажений может быть применена только при пофрагментной обработке. Выделяя наинтерферограмме фрагменты с однородной структурой, можно рассматривать их как одномерные интерферограммы и производить фильтрацию каждого фрагмента независимо. Основная трудность здесь — стыковка фрагментов. Она преодолевается [c.185]

Аналоговое оптическое вычислительное устройство выполняет требуемую математическую операцию над сформированным когерентным оптическим сигналом. Обычно оно содержит одну или несколько оптически связанных между собой линз (объективов) и оптические фильтры в виде амплитудных или фазовых масок либо голограмм, установленных в определенных плоскостях оптической системы. С помощью масок и голограмм требуемым образом осуществляют пространственную модуляцию обрабатываемого когерентного оптического сигнала или его спектра. Методы когерентной оптики и голографии позволяют относительно просто выполнять целый ряд математических операций и интегральных преобразований над двумерными комплекснозначными функциями (изображениями). Это прежде всего операции двумерного преобразования Фурье, взаимной корреляции и свертки, а также операции умножения и деления, сложения и вычитания, интегрирования и дифференцирования, преобразования Гильберта, Френеля и др. Легко реализуются также различные алгоритмы пространственной фильтрации изображений, в том числе согласованной, инверсной и оптимальной по среднеквадратичному критерию и критерию максимума отношения сигйал/шум. Следует отметить, что часто одну и ту же операцию можно реализовать с помощью разных оптических схем и различными способами. Запоминающее устройство (оптическое или голографическое) служит Для хранения набора эталонных масок или голограмм, [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...