浙江大学控制科学与工程学院, 工业控制技术国家重点实验室, 浙江 杭州 310058
目前, 三维荧光技术在应急性饮用水污染事件检测中的应用越来越广泛, 但其仍存在易受水环境波动影响、 低浓度污染事件检出率较低等不足。 因此针对在线检测需求, 提出了一种基于时间序列双阈值的三维荧光饮用水异常事件检测方法。 该方法采用主成分分析法提取检测样本的三维荧光光谱主元特征值, 进行线性自回归（AR）模型训练并对未来时段水质样本主元特征值进行预测, 通过与实测样本主元特征值作差得到特征值差值, 同时结合实测特征值的变化率, 设置特征值差值-特征值变化率双阈值, 最终确定污染事件的时间起始点与结束点, 从而确定整个污染事件。 研究通过模拟高浓度污染事件、 低浓度污染事件、 供水水质波动等场景对所提方法进行了验证。 实验结果表明, 该方法不仅保持了高浓度污染事件检测的准确性, 在检测低浓度污染、 高干扰环境下的低浓度污染时, 该方法相较于常规判别方法, 检测结果准确率分别提高了9.4%和20.7%。
水质异常事件检测 三维荧光光谱 时间序列双阈值 主成分分析（PCA） 线性自回归（AR） Water pollution incident detection Three dimensional fluorescence spectroscopy Time series double threshold Principal component analysis (PCA) Linear autoregression (AR) 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3081
1 中国电子科技集团公司第二十二研究所, 山东青岛 266000
2 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001
无线电监测频谱数据中包含有大量的信号, 准确提取这些信号有利于掌握全频段的频谱使用情况。实际信号的频谱由于受噪声干扰, 会出现信号频带内个别频点能量值低于检测门限的情况, 此时传统的门限检测算法会将该信号错估为多个信号, 产生多个虚假的相邻信号间隔, 导致频谱信号提取的准确率下降。对此, 根据虚假相邻信号间隔特点, 提出一种自适应估计信号个数的频谱信号提取算法, 该算法可自动、准确估计频谱监测数据中电磁信号的个数, 并将对应的信号及频谱信息提取出来。实验结果表明, 该方法具有自适应性、强鲁棒性和高准确性, 有效提高了频谱信号提取的准确率, 为军、民电磁环境的识别与掌握提供基础的电磁信号数据支撑。
无线电频谱监测 频谱信号提取 双门限阈值 信号个数估计 spectrum monitoring spectrum signal extraction double threshold estimation of the signal number 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1335
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210491
1 航天恒星科技有限公司，北京 100080
2 空装驻北京地区第七军事代表室，北京 100086
雷达数据采集存储设备是雷达系统中的重要设备。工程实现中，为了线下实测回波信号的到达时间(TOA)，针对雷达采集存储设备中的实测回波信号进行了分析，提出了基于自适应阈值双门限的脉冲重复间隔(PRI)的TOA检测，在收发分时系统中的任意回波数据段中实现PRI的TOA检测，检测速度为11 ms左右；提出了基于滑窗法的合成孔径雷达(SAR)目标回波的TOA检测，有效检测出雷达系统中SAR目标回波的TOA，并进行了仿真验证。
雷达数据采集存储设备 到达时间 自适应阈值双门限法 滑窗法 合成孔径雷达 radar data acquisition and storage equipment Time of Arrival adaptive double-threshold method sliding window Synthetic Aperture Radar 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(3): 386
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
高精度的脉冲激光测距系统一直都是激光测距领域的研究热点之一。测距误差的存在直接影响了激光测距精度的结果, 利用差分信号时刻鉴别法的研究未见报道, 因此对差分时刻判别法的研究具有重要意义。为了研究这一问题, 对影响脉冲激光测距精度的因素进行了分析, 可以认为幅度时间游动效应和上升时间游动效应产生的时间晃动是影响测距精度最主要的因素。通过分析可以看出, 所设计的差分信号时刻鉴别电路能够有效提高测距精度, 达到了设计要求。在实验测试中,差分信号时刻鉴别电路对70 m内不同距离的单次测距误差保持在9 mm以内, 相比之下单端信号时刻鉴别电路的单次测距精度范围为[-12 mm,11 mm]。实验结果表明同单端信号单次测距误差相比, 测距精度有了明显的提高。该方法可以为现有的如何提高脉冲激光测距精度技术提供参考价值。
脉冲激光测距 时刻鉴别电路 时间晃动误差 差分信号 双阈值 pulsed laser ranging time discrimination circuit time jitter error differential signal double threshold 红外与激光工程
2019, 48(12): 1205001
1 福建农林大学交通与土木工程学院，福建福州 350100
2 福建省高速技术咨询有限公司，福建福州 350100
针对激光条纹中心提取的复杂背景及噪声干扰问题，提出一种自适应双阈值分割方法及改进灰度权重模型。首先对光条图像的特征及噪声来源进行分析，并采用双边滤波进行图像预处理；然后通过图像灰度直方图计算双阈值，并采用双阈值分区域处理获取二值化图像，从而提取初始条纹中心及条纹宽度；最后利用改进灰度权重模型提取激光条纹亚像素中心。将双阈值分割方法及改进灰度权重模型与传统算法进行对比，结果表明：双阈值分割方法较极值法、大津法能更加准确完整地提取激光条纹区域。对比提取的亚像素中心残差值，改进灰度权重模型 (0.23)较灰度重心法 (0.71)、极值法 (0.86)、高斯拟合法 (0.86)具有更优结果。本文方法能有效避免复杂背景以及激光条纹法线方向噪声的影响，提高中心定位精度，具有较高的抗噪能力与稳健性，适用于复杂背景下快速、精确的光条中心提取。
双阈值 复杂背景 图像分割 灰度重心法 亚像素 double threshold complex background image segmentation gray-gravity method sub-pixel center
针对裂纹与背景之间的低对比度及裂纹区域内灰度值不均匀所导致的裂纹提取困难问题,提出一种基于双边滤波和局部灰度差相结合的双重阈值裂纹片段提取法,并结合张量投票算法进行裂纹检测。该算法采用双重阈值法获取裂纹片段,并根据裂纹片段的接近度和连续性特征,通过张量投票算法得到裂纹的显著性图谱以及完整的裂纹曲线,利用裂纹曲线对裂纹片段进行连接并去除离散点,完成准确裂纹提取。实验结果表明,相比于根据裂纹片段首尾位置进行连接的方法,该算法处理类陶瓷元件表面裂纹图像时F-measure提高了约27%。
图像处理 裂纹检测 张量投票 双重阈值 双边滤波 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051010
结合全局阈值法和局部阈值法优点, 提出一种基于图像增强的双阈值二值化方法。利用OTSU和Kittler法计算出的两个阈值, 对灰度值大于高阈值和小于低阈值的点预先处理, 再对灰度值处于双阈值之间的点用Sauvola法进行判断。双阈值不仅保留了更多细节信息, 还控制了算法的时间开销, 但是仍没有解决光照不均的图像二值化。针对此问题, 提出了一种新的图像增强算法。利用均分的4块区域与整幅图像的平均灰度值的4个差值, 结合与像素点图像位置相关的4个权值, 对图像上各个点进行相对应的灰度补偿, 反复增强, 直至4块区域的平均灰度值控制在一定范围内。经过图像增强后, 光照不均图像二值化效果有了明显的改善。
图像增强 图像二值化 双阈值 二值化评估 image enhancement image binarization double threshold binarization evaluation
1 武汉理工大学 光纤传感与信号处理教育部重点实验室，武汉 430070
2 湖南工学院 电气与信息工程学院，湖南 衡阳 421002
为了提高雾天图像的去雾效果，针对暗通道先验法则中存在的不足，提出一种单幅图像快速去雾方法.该方法以暗通道先验法则为基础，采用四叉树搜索算法对大气光值进行估计，并通过白平衡对大气散射模型进行简化.然后，利用暗通道先验知识得到介质传输率粗略估计，并通过引导滤波和双阈值判断方法对介质传输率中边缘和天空区域进行优化.最后，通过简化大气散射模型和色调调整得到去雾图像.与几种典型的图像去雾方法相比，该方法运算速度较快，能有效提高去雾图像的清新度，并获得较好的图像颜色.
图像去雾 暗通道先验 四叉树搜索算法 引导滤波 双阈值判断方法 Image dehazing Dark channel prior Quad-tree search algorithm Guided filter Double-threshold judgment method
