频率域全波形反演方法研究进展
空间域和频率域结合的图像增强技术及实现(1)
南京理工大学紫金学院毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：杨程学号：090402159 专业：光电信息工程 设计(论文)题目：空间域和频率域结合的图像增强技术 及实现 指导教师:曹芳 2012年12月20日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—2005《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 空域法与时域法相结合的图像增强 一、研究的目的和意义 图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息。从不同的途径获取的图像，通过进行适当的增强处理，可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像，有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域，从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。它一般要借助人眼的视觉特性，以取得看起来较好地视觉效果，其手段主要可分为空域法和时域法[1]。 二、图像增强的发展现状 图像增强的早期应用是对宇宙飞船发回的图像所进行的各种处理。到了70 年代，图像处理技术的应用迅速从宇航领域扩展到生物医学、信息科学、资源环境科学、天文学、物理学、工业、农业、国防、教育、艺术等各个领域与行业，对经济、军事、文化及人们的日常生活产生重大的影响[2]。 三、空间域和频率域图像增强处理基本原理及优缺点比较： 图像增强可分成两大类：频率域法和空间域法。前者把图像看成一种二维信号，对其进行基于二维傅里叶变换的信号增强。采用低通滤波（即只让低频信号通过）法，可去掉图中的噪声；采用高通滤波法，则可增强边缘等高频信号，使得模糊的图片变得清晰[3]。后者是直接对原图象的灰度级别进行数据运算，它分为两类，一类是与象素点邻域有关的局部运算，如平滑，中值滤波，锐化等；另一类是对图象做逐点运算，称为点运算如灰度对比度扩展，削波，灰度窗口变换，直方图均衡化等[4]。 下面将讨论两种作用域增强算法的技术要点，并对其图像增强方法进行性能评价。 3.1 空间域图像增强的方法 空间域处理是直接对原图像的灰度级别进行数据运算，具体可分为以下几类: 1.灰度变换[5] 当图像成像时曝光不足或过度，图像记录设备的范围太窄等因素，都会产生对比不
频率域电磁法勘探详解(供时频电磁法勘探参考)
波阻抗相位（FDEM） MT/AMT/CSAMT频率域电磁法勘探反演所用的波阻抗反演方法，测量点必须位于波区（又叫做平面波区或远区）同时测量相互正交的电场分量和磁场分量，电场与磁场的比值具有阻抗的量纲，称为波阻抗，用符号Z来标示，x方向的电场与y方向的磁场比值记为Z xy。 注意： Zxy：是复数 K：波数，是复数 ω：角频率 μ：磁化率 σ：电导率 ρ：电阻率 均匀介质中电场相位角落后于磁场，这个角度就是MT/AMT/CSAMT勘探数据处理过程中所给出的振幅和相位曲线中的相位曲线。 视电阻率计算公式如下：
当平面电磁场垂直入射均匀大地时，即使不知道场源强度，只要测量出大地表面相互正交的一对电场和磁场，便可以确定大地的电阻率，而选用不同的频率可达到不同的勘探深度，这就是天然场源MT/AMT 或人工场源CSAMT的波阻抗反演的理论基础。 大地电磁测深一般要测量相互正交的两个水平电场Ex，Ey和相互正交的两个水平磁场Hx，Hy（MT测量过程中还要测量垂直磁场Hz）。测量两个水平电场是用两对不极化电极，电极距一般为100～200米。因为AMT和MT的天然电磁场信号较弱，应该采取措施避免测量电线晃动切割地球磁场产生的噪声。测量磁场则是用两个相互正交的匝数很多的高导磁芯线圈。 MT/AMT/CSAMT波阻抗反演数据处理流程电磁场的测量是在时间域进行的，再用傅里叶变换将测量信号转换为频率域信号。测量电磁场信号的采样时间间隔应使截止频率高于所需的最高频率，采样时窗宽度应大于所需的最低频率对应的周期。为了避免数据量太大，当需要测量的频带范围较宽时，一般分为几个频段采样，并分段作傅里叶变换。测量电磁场的频率范围应使最高频率对应的穿透深度为所需探测的第一层厚度的几分之一，最低频率对应的穿透深度为最大勘探深度的数倍。为了去除局部电磁场的影响，现在实际测量中采用所谓的“远参考系统”，除测点外，还在距离测点数十公里以外的地方设立一个参考点，同时进行测量。测量数据中属于平面电磁场的信号应该是互相关的，而局部干扰电磁场的信号是互不
汽轮机的相对内效率
汽轮机的相对内效率 级的有效比焓降与理想能量之比称为级的相对内效率，简称级效率 调节系统的速度变动率 汽轮机空负荷时所对应的最大转速Nmax与额定负荷对应的最小转速nmin之差，与额定转速n0的比值 汽轮机的绝对内效率 绝对内效率是相对内效率与循环热效率的乘积 一次调频 是指由发电机组调速系统的频率特性所固有的能力，随频率变化而自动进行频率调整。 滞止参数 是指气流在某一断面的流速设想以无摩擦的绝热过程（即等熵过程）降低为零时，该断面上的其它参数所达到的数值 汽轮机危急遮断保护 热电比 热电厂供热量和供电量(换算成热量）的比值。也即有效利用热量中供热量与供电量（换算成热量）之比 空载汽耗量 就是汽轮机在不带负荷的情况下维持额定转速所需要的蒸汽流量 反动度 蒸汽在动叶栅中的等熵焓降与级的等熵焓降之比 重热现象 在多级汽轮机内上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象 凝汽器的冷却倍率 冷却水流量与进入凝汽器的蒸汽流量之比 背压式汽轮机 排汽压力大于大气压力的汽轮机称为为背压汽轮机 最佳速比 级内效率最高时的速比 挠性转子 工作转速接近或者超越转子的一阶弯曲临界转速的转子视为挠性转子 汽轮机级组的临界压比 反动式汽轮机 是指蒸汽不仅在喷嘴中，而且在动叶片中也进行膨胀的汽轮机，反动式汽轮机的动叶片上不仅受到由于汽流冲击而产生的作用力，而且受到蒸汽在动叶片中膨胀加速而产生的作用力。部分进汽 蒸汽通过布置在部分圆周上的喷嘴或静叶进汽的方式 空载汽耗量 刚性轴 指转子的固有频率即临界转数大于其工作转数的轴 经济功率 在额定的蒸汽参数条件下，热耗率或汽耗率达到最低时的功率
频率域方法
第五章 频率域方法
第5章频域分析法 基本要求 5－1 频率特性 5－2 典型环节的频率特性 5－3 系统的开环频率特性 5－4 频率稳定判据 5－5 系统闭环频率特性与阶跃响应的关系5－6 开环频率特性与系统阶跃响应的关系
基本要求 1. 正确理解频率特性的概念。 2. 熟练掌握典型环节的频率特性，熟记其幅相特性 曲线及对数频率特性曲线。 3. 熟练掌握由系统开环传递函数绘制系统的开环对 数幅频渐近特性曲线及开环对数相频曲线的方法。 4. 熟练掌握由具有最小相位性质的系统开环对数幅 频特性曲线求开环传递函数的方法。
5. 熟练掌握乃奎斯特稳定判据和对数频率稳定判据及其 它们的应用。 6. 熟练掌握稳定裕度的概念及计算稳定裕度的方法。 7. 理解闭环频率特性的特征量与控制系统阶跃响应的定 性关系。 8. 理解开环对数频率特性与系统性能的关系及三频段的 概念，会用三频段的分析方法对两个系统进行分析与比较。
一、控制系统在正弦信号作用下的稳态输出 5－1 频率特性 ()sin r r t A t ω=输入信号： 2 2)(ω ω+=s A s R 其拉氏变换式
输出 1()n i i i C B D C s s s s j s j ωω==++ -+-∑1 ()() ()() i n s t j t j t i i t s c t C e De Be c t c t ωω-== ++=+∑拉氏反变换得[()]2()2 j j r j A e π φωφω∠-=?22 ()()()2r s j r A D s s j s A j j ω ω φωω φω==?-+=?其中
频率域位场处理和转换实验
《重磁资料处理与解释》实验二频率域位场处理和转换实验 学院：地测学院 专业名称：勘查技术与工程 学生姓名： 学生学号： 指导老师： 提交日期：2018年1月9日 二0一八年一月
目录 1 基本原理 (2) 1.1位场的方程 (2) 1.2二维傅里叶变换及卷积性质 (2) （1）傅里叶变换 (2) （2）卷积性质 (2) 1.3频率域位场延拓原理 (3) 2 输入/输出数据格式设计 (3) 2.1 输入数据格式设计 (3) 2.2 输出数据格式设计 (3) 2.3 参数文件数据格式设计 (3) 3 总体设计 (4) 3.1频率域位场处理与转换的一般步骤 (4) 3.2软件总体设计结果流程图 (4) 4 测试结果 (5) 4.1 测试参数 (5) （1）向上延拓 (5) （2）向下延拓 (5) 4.2 测试结果 (6) 5 结论及建议 (7) 附录：源程序代码 (8)
1 基本原理 1.1位场的方程 由场论知识可知，位场方程分为 两大类：有源的Possion 方程()02 ≠?U ，以及无源的Laplace 方程()02 =?U 。 Laplace 方程的第一边值问题()1|f U S =通常为Dirichlet 问题，第二边值问题 ?? ? ??=??2|f n U s 通常称为Nueman 问题。若P 点在S 平面内称为内部问题，反之称为外部问题。由唯一性定理可知，Dirichlet 的内部和外部问题的解是唯一的，而Nueman 内部问题的解不是唯一的，有一常数差，但其外部问题解是唯一的。 外部问题的解的唯一性的原因：。 0; 0=??=∞ →∞ →r r n U U 无源区域位场可以表示为： ds n G W n W G p W ??? ? ?????-??= π41)( （1-1） ()() ()()()[] ()() z y x h W d d z y x W z z y W -=-+-+--=??+∞∞-+∞ ∞ -ξξηεη εξηεξηεπξ,,*,,,,2,,x 2 3 22 2 （1-2） 1.2二维傅里叶变换及卷积性质 （1）傅里叶变换 []??+∞∞-+∞ ∞ -+-= =dxdy y x g y x g F v u G e vy ux i ) (2),(),(),(π （1-3） []? ?+∞∞-+∞ ∞ -+-= =dudv v u G v u G y x g e F vy ux i ) (21 ),(),(),(π （1-4） （2）卷积性质 ()()[]()()v u P v u G y x p y x F ,*,,*,g = （1-5） ()()[]()()y x p y x v u P v u G F ,*,g ,*,1=- （1-6）
无线通信的频率划分
ilent资料中无线频率划分 （1）W-CDMA（FDD）：（UE／BS，ARFCN） IMT2000：1920～1980／2110～2170，10562～10838 PCS1900：1850～1910/1930～1990， 9662～9938＆412＆437＆462＆487＆512＆537＆562＆587＆612＆637＆662＆687 DCS1800：1710～1785/1805～1880，9037～9388 （2）TD-SCDMA China：1785～1805，1880～1900，1900～1920，2010～2025，2300～2400 3GPP：1900～1920，2010～2015 （3）HSDPA：（UE／BS） IMT2000：1920～1980／2110～2170（832～870MHz） PCS1900：1850～1910／1930～1990 DCS1800：1710～1785／1805～1880 （4）IS95A／B：（MS／BS） US／Korea：824～849／869～894 Japan：887～925／832～870 US：1850～1910／1930～1990 Korea：1750～1780／1840～1870 （5）CDMA2000（1xRTT，1xEV-DO，1xEV-DV）：（MS／BS） IS95并增加 NMT450：411～483／421～493 GSM/GPRS/EDGE（UL/DL，ARFCN）： GSM450：450.4～457.6MHz／460.4～467.6MHz，259～293 GSM480：478.8～486MHz／488.8～496MHz，306～340 GSM750：777～792MHz／747～762MHz，438～511 GSM850：824～849MHz／869～894MHz，128～251 E-GSM：880～915MHz／925～960MHz，975～1023＆0～124——P_GSM基础上的扩展； P-GSM：890～915MHz／935～960MHz，1～124——最原始的124信道的GSM; R-GSM：876～915MHz／921～960MHz，955～1023＆0～124——20信道的更加扩展？DCS：1710～1785MHz／1805～1880MHz，512～885 PCS：1850～1910MHz／1930～1990MHz，512～810 TETRA（MS／BS）： 380～390，410～420，450～460，870～915MHz／390～400，420～430，460～470，915～950MHz Bluetooth：
概率与相对频率
概率与相对频率 频率与概率教学设计 教学任务分析 教学目标 知识 技能 理解“当试验次数很大时，试验频率稳定于理论概率”，并利用它解决一些简单的实际问题。 数学 能力 学生经历试验、统计等活动过程，培养初步的“统计概念”，同时形成解决问题的一些基本策略。 情感 态度 经历试验、统计等活动过程，感受在活动中充满探索性与创造性，在活动中进一步发展学生合作交流的意识和能力;在试验、收集、分析数据的过程中，形成实事求是的态度，以及敢于质疑和独立思考的习惯。 重点 利用试验探究频率与理论概率之间的关系。 难点 理解“试验次数很大时，试验频率稳定与理论概率”。 教学流程安排 活动流程 活动内容和目的 活动1 创设情境 活动1 创设问题情境，激活学生思维的“固着点”。 活动2 学生试验 活动2 学生亲自试验，搜集、整理数据，初步分析数据。 活动3 汇总数据、探究规律 活动3 以小组为单位汇总数据，初步探寻规律;由于试验的需要，再汇总全班数据，得出结论?试验频率稳定与理论概率。 活动4 小结 活动4 回顾整理、反思交流、丰富学生活动经验。 活动5 课后作业 活动5 学生巩固、提高、发展。 课前安排 教具 学具 补充材料 电脑课件 计算器、袋子、小球 软件资料：Microsoft Office(XP)?Excel 教学过程设计 问题与情境 师生行为 设计意图 活动1 阅读思考： 某商场每天大约有3000名顾客光顾，为吸引更多的顾客，举办抽奖活动具体过程如下： 顾客在装有一黄一白两球（两球除颜色外，其他条件都一样）的小袋中，分别摸球两次（每次只允许摸出一球，且记下颜色，放回搅匀，再摸出第二个球），把两球颜色记录下来，作为一次摸奖的结果。 （1）如果你是本次活动的策划者，按要求只允许一种结果中奖你将选择哪种结果，从而使该商场在这项活动中奖金支付额相对少一些？ 教师演示课件，提出问题。 学生阅读、思考、交流，发表见解，回顾有关概率的认识。 教师提出问题（2），激发学生思维和探究欲望。 学生在以前的学习 中已经认识了不少随机事件，也分别研究过频率和概率，能求一些简单随机事件的理论概 率。频率和概率之间有什么关系是本课的核心内容。 活动1的问题（1）设置，目的是创设一个问 题情境，激发学生主动回忆与联想及形用所学的统计知识进行决策;
频率域变换
数字图像处理
本章包含的主要内容
傅立叶变换 卷积和卷积定理 频率域低通滤波 频率域高通滤波
2
问题1：傅立叶变换
?
空间域/灰度
?
频率域/幅值与频率
4
? 傅立叶变换的预备知识
? 点源和狄拉克函数
一幅图像可以看成由无穷多像素组成，每个像素可以看成 一个点源， 点源可以用狄拉克函数δ表示：
?∞ δ ( x, y ) = ? ?0
∞
x = 0, y = 0 其他
ε
满足
?∞
∫ ∫ δ ( x, y ) dxdy = ∫ ∫ ε δ ( x, y ) dxdy = 1
?
ε为任意小的正数
5
? 狄拉克函数δ具性有的性质
9 δ函数为偶函数
δ ( ? x, ? y ) = δ ( x, y )
∞ ∞
9
位移性 或
f ( x, y ) =
?∞ ?∞
∫∫
f (α , β )δ ( x ? α , y ? β ) d α d β
f ( x, y ) = f ( x, y ) ? δ ( x, y )
9 9
可分性 筛选性
δ ( x, y ) = δ ( x)δ ( y )
f (α , β ) =
∞ ∞ ?∞ ?∞ ∞ ∞
∫∫
f ( x, y )δ ( x ? α , y ? β )dxdy
当α=β=0时
f (0, 0) =
?∞ ?∞
∫∫
f ( x, y )δ ( x, y )dxdy
6
3频率测量及短期频率稳定度表征解读
频率测量及短期频率稳定度表征 在时间频率领域，频率测量及短期频率稳定度的表征与测量是时间频率计量的基本内容也是时间频率发展的基础，是非常重要的，其理论与方法也相对完善。中国计量科学研究院于1981年建立了标准频率检定装置，1987年建立了短期频率稳定度检定装置，为全国频率量值的准确统一做出了巨大贡献。本文简要介绍频率测量的基本原理与短期频率稳定度表征的基本理论与测量方法。 一．频率测量 按照国家时间频率计量检定系统表，频率量值的传递，主要是通过各种频率标准来进行，因此对频率标准的测量显得尤其重要。本文涉及的测量仅指对频标的测量，即对输出波形为正弦波，输出频率单一的频率源的测量。 各种频率测量方法最基本的原理是将被测信号与已知的标准信号即参考源进行比较，得到被测信号的频率。对参考源的基本要求是，频率稳定度要比被测源高3倍，其他技术指标高一个数量级。 1．普通计数法 被测信号 f x 被测信号经放大整形后变为脉冲信号，晶振作为参考信号经分频后产生各种闸门信号，控制电子门，在闸门时间内，计数脉冲个数，设闸门时间为τ，计数为N ，则被测频率为： τ N f x = (1) 若被测频率的标称频率为f 0，则相对频率偏差为： τ ττ0000)(f f N f f f y x -=-= （2） 为求频率测量误差，对（2）式求微分，最终结果为 τ ττ τx f d dy 1)(±= （3） 第一项为计数器的时基误差，等于晶振的准确度，第二项为±1误差即量化误差。还有一项为触发误差，在频率测量中触发误差误差的影响很小，可以忽略。第一项误差，可通过提高参考源的准确度或稳定度，如采用高稳晶振或原子频标来减小，但第二项误差是无法克服的，1/f x τ为计数法的测量分辨力。为提高测量分辨力，产生了以下较常用的测量方法。 2．多周期同步法 一般计数法测频时，存在±1误差，取样时间一定时，±1误差与频率成反比，
化极原理
2 化极原理 空间域位场转换复杂的褶积关系, 在频率域表现为简单的乘积形式. 即由实测异常的傅里叶变换频谱乘上相应的转换因子, 再反变换, 就是需要的转换结果, 其中转换因子可以是单个, 也可以是多种转换因子的组合, 这是频率域处理转换的突出优点例如实际资料的化极计算, 转换因子就应该包括去除高频干扰的滤波因子与化极因子的组合, 这类组合在频率域实现起来非常方便。化极计算涉及到磁化方向转换与测量方向转换, 该方向转换因子一般形式为H(u,v)=─—, ⑴ 其中q k=i(ul k+ vmk)+ nk√u2+ v2,(k=0,1,2,3),i=√-1,u,v为x,y方向的圆频率；lk=cosIk·cosDk，mk=cosIk·sinDk，nk=sinIk为方向余弦，Ik，Dk分别为磁化方向（和测量方向）的倾角和偏角；q0和q1分别为测量方向和磁化强度方向的频率域因子；q2和q3分别为转化后的测量方向和磁化强度方向因子。 当为化极时：I2=I3=90o,q2=q3= u2+ v2,且现在经常测量的是总场磁异常T , 其对应的测量方向是地磁场方向. 假设磁化强度方向与地磁场方向一致( 特别在稍大一点测区, 总是这样考虑) , 因此有q0= q1, 具体化极因子可简化为 用u= rcosθ, v= rsinθ代入( 2) 式, 即得极坐标系下的转换因子H( r,θ ) 为 其中r= u2+ v2, = arctan( u /v ) . 可以清楚看出频率域化极因子H( r, ) 是角度的单一函数, 与频率的高低无关, 因而可写成H(θ) . 上述频率域化极因子为扇形放大因子, 其数值直接依赖于磁倾角. 在I0= 0的极端情况下, 即磁赤道附近, 化极因子为 当θ= D0±90o时, H (θ) →-∞, 其特点见图1所示. 当磁倾角I0较小时, 化极因子的放射状线的极大值近似与磁倾角的平方成反比, 即 在接近该线较窄的扇形区域, 化极因子幅值升幅很快. 由( 5) 式可知, 在θ接近D0±90o时, H (θ) 数值很大, 造成计算结果很不稳定, 表现为化极结果沿磁偏角方向D0条带明显, 这是化极因子在θ= D0±90o方向由低频到高频的放大造成的. 为此, 需要对化极因子进行改造, 压制沿D0±90o方向的放大作用, 使计算稳定, 减少甚至消除条带现象. 然而, 化极因子沿D0±90方向的放大作用是其重要特征,改造得太严重, 就会失去其特征, 同样得不到理想的化极结果. 从理论上讲, 化极因子的所有特征都保留, 对应的必然是理论的化极结果. 但实际计算中,一方面数值必须是有限的, 超过则计算会溢出或误差很大. 另一方面, 数据是有限的、离散的, 其频谱必然与理论谱有误差, 该误差必然会被化极因子传递, 由于化极因子是放大因子, 沿某一方向一定范围内由低频到高频都放大, 计算中的误差就会放大传递, 对计算结果必然带来影响, 有时影响是巨大的.因此, 实际计算过程中应该对化极因子中不致于造成溢出的部分保留( 可逆部分) , 而对会引起数值极度放大的部分( 不可逆部分) 进行压制. 本文为此提出针对性措施压制因子法. 2. 1压制因子法 根据低纬度化极因子的平面、剖面特征( 图1) , θ0= D0±90o为死亡线 ,θ0 ,α0的扇形区域为死亡地带 ,α0为一较小的角度. 为了压制靠近D0±90o附近的过度放大效应, 设计一个压制因子, 该因子在D0±90o附近趋于零, 即压制作用最强; 一定范围以外等于1, 即不压制. 另外要求压制因子足够光滑. 余弦函数具有很好的特点, 对其加以改造, 可以满足上述要求. 为此设计如下压制因子: F( u, v) = F0 ( ) , 那么该滤波因子的特征( 图2) 应有
航磁数据处理资料
航磁数据位场转换处理及效果 航磁T 测量数据是不同深度、不同形态、规模的磁性地质体磁场信息在观测面上的综合反映。由于场的叠加效应，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别，给地质解释工作带来了难度。为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据测区航磁异常特征和地质解释需要，对原始测量数据进行了原平面化极、上延、垂向一阶导数以及剩余异常提取等几种位场转换处理。 第一节位场转换处理及效果 航磁平面网格数据位场转换处理采用表达式简单、运算速度快捷的频率域算法，进行化极、导数换算、解析延拓等处理。频率域转换的过程是：首先对异常资料进行傅立叶正变换，以得到异常资料的频谱；而后把异常的频谱和与转换相应的频率相应函数点积，得到处理后异常的频谱；最后对处理后异常的频谱进行傅立叶反变换，从而得到处理后的异常。 位场转换处理使用的软件是中国国土资源航空物探遥感中心自主开发的 WINDOWS系统下地球物理数据处理解释软件(GeoProbe Mage)及航空物探彩色矢量成图系统( AgsMGis)。 一、原平面化极处理 化极，即化磁极，就是把斜磁化异常转变为垂直磁化异常，相当于在磁北极观测异常。测区处于中纬度地区，由于倾斜磁化的影响，造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方，而是相对于地质体的中心向南部产生一定的偏移。这对于确定磁性地质体的空间位置、形态、分布范围以及对磁异常的定性定量解释均带来一定的困难。化极可用于消除由于非垂直磁化引起的异常不对称性，在剩磁很小或感磁远大于剩磁且两者方向一致的情况下，将实测的斜磁化异常转化为垂直磁化异常，这样可以较为准确的确定异常的场源位置，提高异常解释的定位精度。从而使异常形态简化，并与磁性体位置保持一致，有利于圈定磁性体边界和走向。 作化极处理时要注意剩磁的影响，化极处理一般都假定磁化方向与地磁场方向一致，对于那些剩磁远远大于感磁且剩磁方向与地磁场方向不一致的磁性体就不符合这一假设条件，特别是测区中的火山岩分布区，由于剩磁较大会出现磁场畸变现象，使用时应注意甄别。从项目组野外物性测量结果看，区内多数岩石以感磁为主，剩磁方向与感磁方向接近，符合化极的前提条件。 全区采用"频率域偶层位变倾角磁方向转换方法"实现磁场全变倾角化极。在观 测面上建立笛卡尔直角坐标系，使x轴志向磁北，z轴垂直向下。假设观测场T是
航磁数据处理
航磁数据位场转换处理及效果 ?测量数据是不同深度、不同形态、规模的磁性地质体磁场信息在观测航磁T 面上的综合反映。由于场的叠加效应，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别，给地质解释工作带来了难度。为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据测区航磁异常特征和地质解释需要，对原始测量数据进行了原平面化极、上延、垂向一阶导数以及剩余异常提取等几种位场转换处理。 第一节位场转换处理及效果 航磁平面网格数据位场转换处理采用表达式简单、运算速度快捷的频率域算法，进行化极、导数换算、解析延拓等处理。频率域转换的过程是：首先对异常资料进行傅立叶正变换，以得到异常资料的频谱；而后把异常的频谱和与转换相应的频率相应函数点积，得到处理后异常的频谱；最后对处理后异常的频谱进行傅立叶反变换，从而得到处理后的异常。 位场转换处理使用的软件是中国国土资源航空物探遥感中心自主开发的WINDOWS系统下地球物理数据处理解释软件（GeoProbe Mager）及航空物探彩色矢量成图系统（AgsMGis）。 一、原平面化极处理 化极，即化磁极，就是把斜磁化异常转变为垂直磁化异常，相当于在磁北极观测异常。测区处于中纬度地区，由于倾斜磁化的影响，造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方，而是相对于地质体的中心向南部产生一定的偏移。这对于确定磁性地质体的空间位置、形态、分布范围以及对磁异常的定性定量解释均带来一定的困难。化极可用于消除由于非垂直磁化引起的异常不对称性，在剩磁很小或感磁远大于剩磁且两者方向一致的情况下，将实测的斜磁化异常转化为垂直磁化异常，这样可以较为准确的确定异常的场源位置，提高异常解释的定位精度。从而使异常形态简化，并与磁性体位置保持一致，有利于圈定磁性体边界和走向。 作化极处理时要注意剩磁的影响，化极处理一般都假定磁化方向与地磁场方向一致，对于那些剩磁远远大于感磁且剩磁方向与地磁场方向不一致的磁性体就不符合这一假设条件，特别是测区中的火山岩分布区，由于剩磁较大会出现磁场畸变现象，使用时应注意甄别。从项目组野外物性测量结果看，区内多数岩石以感磁为主，剩磁方向与感磁方向接近，符合化极的前提条件。 全区采用"频率域偶层位变倾角磁方向转换方法"实现磁场全变倾角化极。在观 ?是测面上建立笛卡尔直角坐标系，使x轴志向磁北，z轴垂直向下。假设观测场T
载波频率
载波频率 一、载波频率 严格的讲，就是把一个较低的信号频率调制到一个相对较高的频率上去，这被低频调制的较高频率就叫载波频率，也叫基频。 二、载波频率对变频器的影响 变频器大多是采用PWM调制的形式进行变频器的。也就是说变频器输出的电压其实是一系列的脉冲，脉冲的宽度和间隔均不相等。其大小就取决于调制波和载波的交点，也就是开关频率。开关频率越高，一个周期内脉冲的个数就越多，电流波形的平滑性就越好，但是对其它设备的干扰也越大。载波频率越低或者设置的不好，电机就会发出难听的噪音。通过调节开关频率可以实现系统的噪音最小，波形的平滑型最好，同时干扰也是最小的。 它主要影响以下几方面： 1、功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，载波频率提高，功率损耗增大，功率模块发热增加，对变频器不利。 2、载波频率对变频器输出二次电流的波形影响： 当载波频率高时，电流波形正弦性好，而且平滑。这样谐波就小，干扰就小，反之就差，当载波频率过低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高的缺点，反之载波频率过高时，变频器自身损耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率dv/dt增大，对电动机绝缘影响较大。 假设SPWM波的载波频率为fc，基波频率为fs，fc/fs称为载波比N，对于三相变频器，当N为3的整数倍时，输出不含3次谐波及3的整数倍谐波。且谐波集中载波频率整数倍附近，即谐波次数为：kfc±mfs，k和m为整数。
上图是基波频率fs=50Hz，载波频率fc=3kHz，调制比为0.8的SPWM的波形及 频谱的Matlab仿真图。 图中58次谐波和60次谐波的幅值分别为27.8%和27.7%，含量最大的谐波为119次和121次谐波，谐波幅值分别为39.1%和39.3%。即最大谐波在两倍载波频率附近。 实际的SPWM波，其载波比不一定为整数，此时，为了降低频谱泄露，可适当增加傅里叶窗口长度，对多个基波周期的PWM进行傅里叶变换（FFT或DFT）。
重磁实验二
《重、磁资料处理与解释》上机实验报告 实验二：频率域位场处理和转换实验 姓名： 学号： 专业：地球物理学 指导教师：王万银、纪晓琳 完成时间：2017.1.10
目录 1 基本原理 (3) 2 输入/输出数据格式设计 (3) 2.1 输入/输出数据文件名 (3) 2.2重要变量名 (3) 3 总体设计 (4) 4 测试结果 (4) 5 结论及建议 (5) 附录：源程序代码 (6)
1基本原理 当已知实测平面的异常时，换算场源以外的异常称之为延拓，分为向上延拓和向下延拓。 半空间狄利克莱问题解析解： [][][]),,(),,(),,(),,()(222ζζ??π y x W F e y x W F z v u Y z y x Q F z v u ?=?-=-+- 其中：)(222z v u e -+-?π称为延拓因子，ζ为计算面Z 坐标，Z 轴向下为正方向，[]),,(ζy x W F 为计算面频率域位场，[]),,(z y x Q F 为延拓面的频率域位场。 2 输入/输出数据格式设计 2.1 输入/输出数据文件名 输入数据和输出数据文件名均保存在“parameter.txt ”中。第一行为输入的低高度观测面数据文件；第二行为输出的高高度观测面数据文件；第三行～第四行依次为输入的扩边比例因子和延拓高度。 A20_mag.grd A53_mag.grd 1.5 3.3 2.2重要变量名 filename_Field:低高度观测面数据文件 filename_Conti:高高度观测面数据文件 Field(m,n): 低高度观测面数据 Conti(m,n): 高高度观测面数据 error: 延拓后的均方误差 factor_x: 扩边比例因子（>1.0） height: 延拓高度（>0：向上延拓，<0：向下延拓） Factor_Conti: 延拓因子 point: 点数
频率特性
第6 章频率特性测试仪 6．1 概述 频域测量是把信号作为频率的函数进行分析，主要讨论线性系统频率特性的测量和信号的频谱分析。 主要仪器：频率特性测试仪；外差式频谱分析仪；失真度测试仪。 6．2 线性系统频率特性的测量 6．2．1 测量方法 1、点频测量法 是一种静态测量方法，比较繁琐。 2、扫频测量法 是一种动态测量方法，较好。 6．2．2频率特性测试仪的工作原理 是根据扫频测量法的原理设计、制造而成的。它是将扫频信号源及示波器的X--Y显示功能结合为一体，用于测量网络的幅频特性。 1、基本工作原理 扫频仪的原理框图如图所示： 扫描电压发生器产生的扫描电压既加至X轴，又加至扫频信号发生器。 2、扫频信号发生器的主要共作特性 3、产生扫频信号的方法 4、频标电路 6．3 频谱分析仪 要求： 重点掌握频谱分析的基本内容、频谱分析仪的分类方法和分类；了解各种信号的付氏变换及信号频谱的特性 6.3.1 频谱分析的基本概念 广义上，信号频谱是指组成信号的全部频率分量的总集，频谱测量就是在频域内测量信号的各频率分量，以获得信号的多种参数。狭义上，在一般的频谱测量中常将随频率变化的幅度谱称为频谱。对信号进行频域分析就是通过研究频谱来研究信号本身的特性。从图形来看，信号的频谱有两种基本类型：①离散频谱，又称线状谱线；②连续频谱。实际的信号频谱往往是上述两种频谱的混合。
1） 信号频谱分析的内容 信号的频谱分析包括对信号本身的频率特性分析，如对幅度谱、相位谱、能量谱、功率谱等进行测量，从而获得信号在不同频率上的幅度、相位、功率等信息；还包括对线性系统非线性失真的测量，如测量噪声、失真度、调制度等。 2） 频谱分析仪的基本原理 频谱分析仪就是使用不同方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。一般有FFT 分析（实时分析）法、非实时分析法两种实现方法。非实时分析方式有扫频式、差频式（或外差式）两种。外差式分析是频谱仪最常采用方法。 3） 频谱分析仪的分类 按照分析处理方法的不同，可分为模拟式频谱仪、数字式频谱仪和模拟/数字混合式频谱仪；按照基本工作原理，可分为扫描式频谱仪和非扫描式频谱仪；按照处理的实时性，可分为实时频谱仪和非实时频谱仪；按照频率轴刻度的不同，可分为恒带宽分析式频谱仪、恒百分比带宽分析式频谱仪；按照输入通道的数目，可分为单通道、多通道频谱仪；按照工作频带的高低，可分为高频、射频、低频等频谱仪……等等。 6.3.2 外差式频谱仪 外差式频谱仪是目前应用最广泛的一种频谱仪，它利用无线电接收机中普遍使用的自动调谐方式，通过改变本地振荡器的频率来捕获欲接收信号的不同频率分量。其频率变换原理与超外差式收音机的变频原理完全相同，只不过把扫频振荡器用作本振而已，所以也被称为扫频外差式频谱仪。在高频段扫频外差式占据优势地位。 1） 外差式频谱仪的组成 原理框图如图所示，主要包括输入通道、混频电路、中频处理电路、检波和视频滤波等部分。 外差式频谱仪 外差式频谱分析仪频率范围宽、灵敏度高、频率分辨率可变，是目前频谱仪中数量最大的一种，尤其在高频段应用更多。但由于本振是连续可调的，被分析的频谱依次被顺序采样，因此外差式频谱分析仪不能实时分析信号的频谱。 2） 输入通道 频谱仪输入通道的作用是控制加到仪器后续部分上的信号电平，并对输入的信号取差频以获得固定中频。输入通道主要由输入衰减、低噪声放大、低通滤波及混频等几部分组成，功能上等同于一台宽频段、窄带宽的外差式自动选频接收机，所以也叫接收部分。 外差式接收机使用混频器将输入信号频率变换到固定的中频上，如下式所示： I X L f f n f m =?±? 其中f L 为本振频率，f X 为被转换的输入信号频率，f I 为中频信号频率，m 、n 表示谐波的次数，可取值1、2、……。如果仅考虑输入信号和本振的基频，即取m = n = 1时，上式简化成 I X L f f f =±
空域和频域图像处理增强
空域和频域图像处理增强 实验目的： 1?熟悉Matlab处理图像的基本原理，并熟练地运用进行一些基本的图像操作； 2?能够用Matlab来进行亮度变换，直方图处理以及一些简单的空间滤波；实验内容： 去噪，灰度变换，直方图处理，空域和频域平滑锐化，同态滤波；结果分析： 1.直方图处理： ⑴ 显示原图直方图以及原图： 代码： >> imread('hui.jpg'); >> imshow(f); >> imhist (f); 原图以及原图直方图为：
⑵直方图均衡化： 代码： >> f=imread('test2.jpg'); >> n=imno ise(f); >> imwrite( n,'n .tif); >> [thr,sorh,keepapp] = dde ncmp('de n','wv',im2double( n)); >> r=wde ncmp('gbl',im2double(Noise),'sym2',2,thr,sorh,keepapp); >> r=wde ncmp('gb l' ,im2double( n),'sym2',2,thr,sorh,keepapp); >> imwrite(r,'r.tif); >> imshow(f); 现在的图片以及直方图为： 结论： 直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法。这种方法通常用来增加许多图像的局部对比度，尤其是当图像的有用数据的对比度相当接近的时候。通过这种方法，亮度可以更好地在直方图上分布。这样就可以用于增强局部的对比度而不影响整体的对比度，直方图均衡化通过有效 地扩展常用的亮度来实现这种功能
实验报告六频域图像增强的方法
实验报告六 姓名：学号：班级： 实验日期： 2016.5.13 实验成绩： 实验题目：频域图像增强的方法 一．实验目的 （1）熟练掌握频域滤波增强的各类滤波器的原理及实现。 （2）分析不同用途的滤波器对频域滤波增强效果的影响，并分析不同的滤波器截止频率对频域滤波增强效果的影响。 二．实验原理 变换最慢的频率分量与图像的平均灰度成正比，当远离变换的原点时，低频对应于图像中变换缓慢的灰度分量，当从原点离开得更远时，较高的频率开始对应图像中越来越快的灰度变换，频率域滤波是通过傅里叶变换在频域上对频谱进行修改后再回到空间域的一种方法，在频域中直流项决定了图像的平均灰度，衰减高频通过低频的低通滤波器会模糊一副图像，而衰减低频通过高频的高通滤波器则会增加尖锐的细节，但会导致图像对比度的降低。
三．实验内容及结果 （1）选择图像fig620.jpg，对其进行傅里叶变换，在频率域中实现五种不同半径（截止频率）的butterworth低通滤波器的平滑作用。 显示原始图像和滤波图像。 图1不同半径巴特沃斯低通滤波图
（2）选择图像fig620.jpg，对其进行傅里叶变换，在频率域中实现五种不同半径（截止频率）的butterworth高通滤波的锐化效果，显示原始图像和滤波图像。 图2 不同半径巴特沃斯高通滤波图
四．结果分析 (1)观察图1，可以发现巴特沃斯低通滤波器半径越小，图像越模糊，但图像的背景亮度大小和原图像别无二致，这是因为低通滤波器实现的是滤除高频分量，保留低频分量的功能，所以半径越小，通过的低频分量越少，所以越模糊，但不论半径多小，它的整体亮度不变，这是由于决定图像平均灰度的直流分量处于图像中点（经过fftshift平移后），它一直是通过的，同时观察变量区的原图像傅里叶变换后的数据矩阵发现，最大数据小于并接近100，所以第五个滤波器设定为100半径，但是发现，滤波后图像的小a还是有一定的模糊，这是因为巴特沃斯滤波器不是理想滤波器，在截止频率处存在一定的过度带，所以小尺寸的物体可能会有模糊。 （2）观察图二，可以发现进过巴特沃斯高通滤波器后的图像背景均为黑色，这是由于高通滤波器阻止了代表图像平均灰度的直流分量通过，且发现半径越大，图像物体中边缘细节越尖锐，这表明滤波器中高频分量占的比重越来越大，同时观察图中字母a会有一定的缺口，这正是由于巴特沃斯平滑截止程度不够所带来的振铃现象，在低通中没有表现出来是由于背景的亮度掩盖了缺口，并且发现通过高通滤波器后图像的对比度也降低了。
频率与音压关系
(四) 频率与音压关系 高流量时的噪音频谱 为探讨上节中喷嘴噪音整体音压级的差异原因及噪音生成的机多孔型喷嘴在不同角度下噪音减少的机制，本节将讨论各组喷嘴在高流量(超过阻流流量)的噪音频谱, 如假设喷嘴出口温度为室温, 三群喷嘴的阻流流量分别为 80SLM, 160SLM 及208SLM. 此处选用的流量是阻流流量的倍, 即100SLM, 200SLM, 及260SLM.分别显示於图二十三、二十 四、二十五(第一群喷嘴)，图二十六、二十七、二十八(第二群喷嘴),图二十九、三十、三十ㄧ(第三群喷嘴) 100010000 Frequency (Hz)50 60 70 80 90 100110 d B 图二十三 频率与音压关系(第一群)，量测角度30度。 图二十三中，多孔喷嘴在低频区有明显低音压，且在低频区时有趋近单孔喷嘴的音压曲线，可能为喷流汇合後，有
相似单孔喷嘴的音压特性。口径较小的多孔喷嘴在4kHz 之後往高频区的音压曲线有较缓合的斜率。 100010000 Frequency (Hz)40 50 60 70 80 90d B 图二十四 频率与音压关系(第一群)，量测角度90度。 100010000 Frequency (Hz)40 50 60 70 8090 d B 图二十五 频率与音压关系(第一群)，测量角度135度。 图二十四和二十五中，喷流量测角度为90度与135度，发现口径较小的多孔喷嘴喷在2kHz 左右有提前下降音压的趋势，使用小口径多孔喷嘴在距离喷流越远下，对於噪音音
压控制也会较佳。 100010000Frequency (Hz)60708090100110d B 图二十六 频率与音压关系(第二群)，测量角度30度。 100010000Frequency (Hz)5060708090d B 图二十七 频率与音压关系(第二群)，测量角度90度。 Frequency (Hz)40 50 60 70 80 90d B
重磁数据处理与解释课程教学大纲
《重磁数据处理与解释》课程教学大纲 课程编号：0801523097 课程名称：重磁数据处理与解释 课程英文名称： 总学时：44 学分：2.5 开课单位：地球物理系 授课对象：勘查技术与工程、固体地球物理专业本科生 前置课程：高等数学、积分变换、计算方法、数学物理方法、计算机科学与技术基础、地质学原理、构造地质学。 一、教学目的与要求 《重磁数据处理与解释》课程是勘查技术与工程（应用地球物理方向）专业的深入提高课，是该专业重磁方向本科生的必修课。其它方向学生的选修课。本教学大纲适用于勘查技术与工程专业的本科教学。 通过本课程教学，使学生掌握重磁异常处理的方法、原理及处理过程。通过实际资料上机处理，学会处理程序的调试使用及成图，并能结合处理图件对异常进行综合解释。 通过本课程的学习，使学生初步学会如何运用所学的专业理论分析解决实际问题的能力，为进一步深入学习掌握位场处理的新方法、新技术打下基础。 二、教学内容 第一章重磁数据处理概述 §1 处理转换的目的及作用 §2 处理转换的主要内容 第二章重磁异常的预处理 §1 缺少物理点数据的插值 §2 数据的网格化 §3 异常的园滑 第三章位场空间转换的基本理论 §1 位场拉氏方程第一边值问题及其解
§2 位场拉氏方程第二边值问题及其解 第四章频率域异常的正反演 §1 异常频谱换算的基本理论（基础知识） 一．研究异常频谱的目的和意义 二．异常的富氏变换对 三．富氏变换的性质 §2 简单规则形体重磁场频谱及其特点 一．频率域的泊松公式 二．球体重磁场的频谱 三．直立矩形棱柱体重磁场的频谱 四．重磁异常频谱的特点 §3 利用平均径向对数能谱求场源深度 一．求深度的表达式 二．深度改正的计算 第五章频率域滤波原理及常规异常处理的频率响应§1 滤波原理 §2 几种异常变换的频率响应 一．解析延拓 二．求导 三．区域场与局部场的分离 1．汉宁窗滤波 2．匹配滤波 四．化磁极 五．磁源重力异常 六．视磁化的计算 §3 频谱分析的方法步骤 第六章重磁异常处理解释的其它方法介绍 §1 界面位场异常的快速正反演 §2 欧拉法确定场源位置和深度 §3 利用磁异常矩谱及导数谱计算磁性介质下介面 §4 归一化总梯度的计算方法及应用 第七章实际资料的处理转换及解释