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基于OO-TDPN的IRFPA非均匀性校正系统建模研究

作　者: 杨淳清
导　师: 李兵
学　校: 西华大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: IRFPA非均匀性校正 归一化BP神经网络 建模 Verilog 基于电路模拟的模型分析验证
分类号: TN215
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性的存在,极大的限制了成像系统的性能,因此实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是高级红外探测系统追求的重要目标。基于场景校正方法的优越性的存在,本文采用了基于场景的BP人工神经网络校正算法,由于经典BP校正算法存在参数难以选取的缺点,本文选用了一种改进的BP校正算法—归一化BP人工神经网络算法作为系统的校正算法。但随着校正系统算法复杂度和规模的增加,设计难度大大提高,需要对系统设计采用先进的设计方法,因此本文从数字系统设计的角度来实现此系统,采用“描述一综合”的的系统级建模方法,对基于BP神经网络的IRFPA非均匀性校正系统进行自顶向下的有层次的建模。首先对抽象出的系统对象类进行描述;基于对象类的聚合,建立系统的层次模型;然后采用Verilog语言来描述此模型,并在模拟环境进行仿真。仿真结果证明了模型的正确性和方法的可行性。本文在结合已有的研究成果和理论基础上就IRFPA的非均匀性校正开展了如下研究工作:1、归一化BP人工神经网络算法研究。2、由于归一化BP人工神经网络校正系统具有离散性,事件驱动的特点,结合高级Petri网理论采用面向对象计时双流Petri网,并对进行了定义和描述;从而建立了建模方法,为归一化BP人工神经网络校正奠定了理论基础。3、采用了基于电路模拟的嵌入式系统模型分析验证技术。着重研究了Petrie网模型的电路描述技术,采用硬件描述语言仿真Petri网模型运行、分析验证系统功能的方法和技术,为本系统的模型提供了一种简明实用的功能验证方法。4、结合归一化BP人工神经网络校正算法和面向对象计时双流Petri网,为IRFPA非均匀性校正系统建立了校正模型,并采用Verilog语言描述此模型以及在模拟环境进行仿真,实验证明模型的正确性和方法的可行性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-11
  1.1 研究目的和意义  9-10
  1.2 国内外非均匀性校正算法研究发展现状  10
  1.3 论文内容安排  10-11
2 归一化BP 人工神经网络校正系统  11-24
  2.1 神经网络基本原理  11-13
    2.1.1 生物神经元及生物神经网络  11-12
    2.1.2 人工神经元模型  12-13
  2.2 人工神经网络算法的发展  13-14
  2.3 BP 网络基本原理和公式推导  14-17
  2.4 BP 网络用于非均匀性校正的具体实现  17-19
  2.5 BP 算法的进一步分析  19-20
  2.6 归一化的BP 校正算法  20-24
3 面向对象计时双流Petri 网及建模方法  24-35
  3.1 Petri 网基本理论  24-28
    3.1.1 Petri 网的基本定义  24-25
    3.1.2 Petri 网的变迁规则  25-26
    3.1.3 Petri 网的基本性质  26-28
  3.2 计时双流Petri 网  28-32
    3.2.1 一般Petri 网模型的扩展  28
    3.2.2 双流 Petri 网  28-29
    3.2.3 计时双流Petri 网  29-32
  3.3 TDPN 的面向对象扩展  32-33
  3.4 建模方法  33-35
4 模型分析验证技术  35-41
  4.1 分析验证概述  35
  4.2 Petri 网的仿真分析技术  35-41
    4.2.1 仿真分析方法概述  35-38
    4.2.2 一般Petri 网的电路模拟  38-40
    4.2.3 OO-TDPN 的电路模拟  40-41
5 归一化BP 人工神经网络校正算法的OO-TDPN 模型研究及验证  41-55
  5.1 归一化的BP 校正系统顶层模型  41-42
  5.2 归一化的BP 校正系统第二层模型  42-44
    5.2.1 类Correction 的网模型  42-43
    5.2.2 类input 的网模型  43-44
  5.3 归一化的BP 校正系统第三层模型  44-48
    5.3.1 类TSLC  44-45
    5.3.2 类QC  45-46
    5.3.3 类LS  46-48
  5.4 归一化的BP 校正系统第四层模型  48-49
  5.5 归一化的BP 校正系统第五层模型  49-53
    5.5.1 类correction-Q  49-51
    5.5.2 类correction-G  51-53
  5.6 模型仿真  53-55
结论  55-56
参考文献  56-58
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  58-59
致谢  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 红外技术及仪器 > 红外探测、红外探测器
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