运动模糊图像点扩散函数（PSF）的精确估算是模糊图像复原的关键。为了提高PSF参数估计的准确性，消除频谱图中央亮线对模糊角度估计的干扰，提出一种运用窗函数来提高PSF参数估计精度的方法。对运动模糊图像进行二维离散傅里叶变换和对数运算，计算图像的功率频谱图，对频谱图像添加窗函数Hanning，对处理后的图像进行中值滤波平滑处理和二值变换处理，再结合形态学算法和Canny算子边缘检测对频谱图进行优化，最后通过Radon变换，得到模糊方向。根据模糊方向结果，在模糊角度方向上对运动模糊图像的频谱图进行Radon变换，分析负峰值之间的距离，得到暗条纹间距，根据暗条纹间距与模糊长度之间的关系，求出模糊长度，从而完成两个点扩散函数参数的估算。结果显示，与现有算法相比，所提算法提高了参数估计的精度，复原时产生的振铃和伪影现象减少，充分利用图像信息的同时操作简便。

海洋重力测量数据中含有大量高频噪声, 需要采用低通滤波器来提取实际的重力异常信息。该文结合实测的海洋重力数据研究了低通滤波器截止频率和滤波器长度的确定方法, 设计了不同窗函数的有限脉冲响应(FIR）低通滤波器。经海洋重力测量数据处理试验结果表明, 汉宁窗和海明窗的FIR低通滤波器处理的重复线内符合精度和交叉点不符值中误差均优于0.5 mGal(1 Gal=10-2 m/s2）, 可满足海洋重力测量要求。

随着电子技术的发展, 恒定束宽波束形成技术在应对复杂电磁环境的宽带侦察系统中得到了广泛应用。文章研究了恒定束宽宽带光学多波束形成的原理, 给出了利用窗函数获得实现恒定束宽的子带加权矩阵的方法, 提出宽带恒定束宽光学多波束形成的系统方案, 并通过仿真验证了所提方法可以形成方向性较好的宽带恒定束宽波束方向图。

积分梳状(CIC)滤波器因结构简单和良好的抗混叠性,被应用于各种信号处理系统中。 针对传统CIC 滤波器通带失真较大和阻带衰减较小的问题,通过分析CIC滤波器的特点,提出了一种切比雪夫梳状补偿滤波器(C-CIC)。 MatLab仿真结果表明,与传统CIC、内插二阶多项式级联积分梳状滤波器(ISOP-CIC)和余弦积分梳状滤波器(CIC-COSINE)相比,当CIC级 联的级数相同时, C-CIC滤波器在频率fc处通带幅值的失真和频率fa处的阻带衰减都得到了较大改善。经过FPGA的设计工具 Quartus仿真得知,达到相同的幅频特性时, C-CIC滤波器消耗的片上资源少于ISOP-CIC和CIC-COSINE滤波器。C-CIC滤波器可以更好地应用于波长 调制-可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统中。

傅里叶变换是干涉图分析处理的常用方法,由于截断效应,对样本数据直接进行傅里叶变换时会发生频谱泄漏,常采用加切趾函数的方法减小泄漏。首先分析多种常见切趾函数的性能,研究切趾函数主瓣宽度与旁瓣衰减对频谱泄漏的影响;在此基础上,提出一种基于零阶贝塞尔函数加权的三角窗切趾函数,对三角窗函数加权,使其旁瓣衰减加快。实验结果表明:采用提出的改进的三角窗切趾函数能有效抑制频谱泄漏;相比于三角窗,改进的三角窗切趾函数平均峰-峰值信噪比提升了4.9%,方均根值信噪比提升了3.5%,优于常见窗中最优的布莱克曼窗。改进的三角窗切趾函数的主瓣宽度为0.043π,与汉宁窗接近,具有较高的频率分辨率。

利用非对称空间外差光谱技术和多普勒效应, 通过测量中高层大气气辉谱线的干涉图, 采用傅里叶变换的方法求解相位, 获得大气的风速信息。 分析了干涉数据的处理方法, 并针对干涉相位的求解进行推导。 相比于传统观空间外差数据处理, 不仅要考虑噪声和系统误差, 而且要考虑用于光谱隔离的窗函数引入的相位误差。 通过软件模拟了窗函数的类型和窗长度对干涉数据和风速误差曲线的影响; 在此基础上选择合适的窗函数模拟了对干涉图添加噪声和平场因子情况下的风速反演误差。 结果说明, 虽然窗函数造成了干涉图和相位的畸变, 但是使用汉宁窗在合适的光程差处能够使其引入的误差低于5%; 同时, 噪声的仿真说明, 风速误差随着系统噪声的增加而增大, 在实验过程中控制噪声以及实验数据预处理对于控制风速精度的必要性。 数据处理方法的研究和相关的仿真, 对于提高空间外差风速测量精度及系统设计提供了理论参考, 具有一定的指导意义。

在基于线阵CCD的夫琅和费衍射颗粒粒度测量中, 采用Chin-Shifrin积分变换反演算法使得反演的粒度分布出现假峰现象.为解决此问题, 提出在该Chin-Shifrin积分变换反演算法中引入矩形窗函数, 并在分析颗粒粒径与衍射光强导数最小值之间关系的基础上, 确定矩形窗函数中心点位置及左右边界, 利用该矩形窗函数对粒度分布进行截断处理, 消除虚假峰, 提高反演颗粒粒度分布的准确性.分别对两种标准颗粒进行了测量, 并对不同算法的反演结果进行了对比.实验结果表明: 引入矩形窗函数的改进Chin-Shifrin算法, 能够有效排除粒度分布中的多假峰; 粒度分布测量相对误差小于3%, 重复性小于4%.

针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题, 提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上, 引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理, 克服了图像边缘效应对最终位移值的影响; 同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性, 采用分形插值的方法进行亚像素插值, 进而能精确定位相关点, 得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明: 该方法保持了频域散斑相关法的测量速度, 且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内, 并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。

为提高强度相干成像中符合计数方法的探测信噪比，实现对中高轨卫星的清晰成像。根据HBT效应和光电转换半经典模型建立了强度相干的符合计数简化模型，分析了设备时间测量误差、符合窗函数和观测光谱形状对符合计数探测信噪比的影响，并根据观测条件对符合窗函数进行了优化。利用蒙特卡洛方法仿真了符合窗函数对探测信噪比的影响。仿真结果表明：利用最优符合窗测量目标的频谱模值时，其探测信噪比较传统方法提高了39.2倍。通过对符合窗的优化能够有效提高强度相干成像探测信噪比，提高对暗弱目标的强度相干成像质量。