目前,对同时同频全双工的自干扰信道特性尚未进行研究.针对这一现状,采用基于网络分析仪的信道测量平台,对室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道特性进行测量与分析.基于实测数据统计分析,得出了传输损耗模型与均方根时延扩展统计模型.结果表明：传输损耗服从断点损耗模型,天线间距在大于1m的传输损耗指数为1.86,天线间距小于1m的传输损耗指数为1.52;均方根时延扩展的统计特性随着天线间距在不同范围而不同,在天线间距大于1m时的均方时延扩展服从lognormal分布,在天线间距小于1m时,RMS时延扩展在不同的天线间距下服从lognormal分布,并且其分布的均值与标准差与天线间距呈现线性关系.

本文主要关注多视图数据的分类问题.考虑到集成分类方法可组合多个弱分类器构成一个强分类器,以及主题模型能学习复杂数据的语义表示,本文试图将集成学习思想引入主题模型中,以便同时学习多视图数据的分类规则和预测性语义特征.具体地,结合概率主题模型LDA模型和集成分类方法Softmax混合模型,提出了一个多视图有监督的分类模型.基于变分EM方法,推导了该模型的参数估计算法.两个真实图像数据集上的实验结果表明了提出模型有较好的分类性能.

在解析物联网两层基本涵义的基础上,提出了包括底层网络分布、汇聚网关接入、互联网络融合、终端用户应用四部分的物联网系统架构;设计了由网络通信协议、网络控制平台、应用终端平台组成的面向物联网的网络协议体系,并从硬件和软件两个层面讨论了实现物联网的关键技术;在分析当前物联网标准、技术、安全以及应用方面存在问题的基础上提出了未来物联网发展的六个重要理念.

信号采样是联系模拟信源和数字信息的桥梁.人们对信息的巨量需求造成了信号采样、传输和存储的巨大压力.如何缓解这种压力又能有效提取承载在信号中的有用信息是信号与信息处理中急需解决的问题之一.近年国际上出现的压缩感知理论(Compressed Sensing,CS)为缓解这些压力提供了解决方法.本文综述了CS理论框架及关键技术问题,并着重介绍了信号稀疏变换、观测矩阵设计和重构算法三个方面的最新进展,评述了其中的公开问题,对研究中现存的难点问题进行了探讨,最后介绍了CS理论的应用领域.

行人检测是计算机视觉中的研究热点和难点,本文对2005-2011这段时间内的行人检测技术中最核心的两个问题—特征提取、分类器与定位—的研究现状进行综述.文章中首先将这些问题的处理方法分为不同的类别,将行人特征分为底层特征、基于学习的特征和混合特征,分类与定位方法分为滑动窗口法和超越滑动窗口法,并从纵横两个方向对这些方法的优缺点进行分析和比较,然后总结了构建行人检测器在实现细节上的一些经验,最后对行人检测技术的未来进行展望.

压缩感知是建立在矩阵分析、统计概率论、拓扑几何、优化与运筹学、泛函分析等基础上的一种全新的信息获取与处理的理论框架.它基于信号的可压缩性,通过低维空间、低分辨率、欠Nyquist采样数据的非相关观测来实现高维信号的感知.压缩感知不仅让我们重新审视线性问题,而且丰富了关于信号恢复的优化策略,极大的促进了数学理论和工程应用的结合.目前,压缩感知的研究正从早期的概念理解、数值仿真、原理验证、系统初步设计等阶段,转入到理论的进一步深化,以及实际系统的开发与应用阶段.本文分析了压缩感知的原理与应用,综述了压缩感知的最新进展及存在的问题,指出了进一步研究的方向.

手势是一种自然而直观的人际交流模式.基于视觉的手势识别是实现新一代人机交互所不可缺少的一项关键技术.然而,由于手势本身具有的多样性、多义性、以及时间和空间上的差异性等特点,加之人手是复杂变形体及视觉本身的不适定性,因此基于视觉的手势识别是一个极富挑战性的多学科交叉研究课题.本文从手势建模、手势分析和手势识别等三个方面综述了基于视觉手势识别的研究现状及其应用.

目前大部分已实现的信任管理系统主要存在如下问题:(1)实现没有遵循Web服务规范,难以应用于基于Web服务的应用系统安全保障;(2)其核心部分信任管理引擎的运行效率较低,往往无法满足高度变化的应用环境对安全决策及时性的要求.为此,我们遵行Web服务规范,基于移动Agent技术,使用java语言实现了一个高效的,面向Web服务的信任管理引擎以较好地满足开放、动态环境中基于Web服务的应用系统的安全保障需求.信任管理引擎的主要工作是截获用户向web服务提出的访问请求,派出移动Agent进行信任链的发现以判断该访问请求是否合法.其中信任链的发现部分采用信任链双向搜索算法实现,以提高整个引擎的运行效率.

生物特征识别技术作为一种身份识别的手段,具有独特的优势,近年来已逐渐成为国际上的研究热点.本文综述了各种生物特征识别技术的基本原理和一些关键技术,对每种生物特征的优势和不足进行了分析,并对生物特征识别技术中存在的问题和未来的研究方向进行了讨论.

脑-机接口是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接的交流和控制通道,通过这种通道,人就可以直接通过脑来表达想法或操纵设备,而不需要语言或动作,这可以有效增强身体严重残疾的患者与外界交流或控制外部环境的能力,以提高患者的生活质量.脑-机接口技术是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等多学科的交叉技术.本文对脑-机接口技术的发展、研究现状、工作原理以及涉及的关键技术进行了较为详细地综述,在总结脑-机接口技术存在问题的基础上,探讨了该领域进一步研究的方向.

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达作为一种新型雷达体制在21世纪初正式提出后,引起了国内外众多学者和研究机构的浓厚兴趣.本文从现有的研究成果出发,首先对MIMO雷达基本理论进行了概要性总结;而后从MIMO雷达系统结构、信号设计、目标检测、参数估计以及高分辨性能五方面探究其潜能本质,同时指出MIMO雷达走向实用化所面临的制约因素;最后在综合分析的基础上展望了MIMO雷达的发展趋势.

自适应字典学习利用图像结构自相似性,将图像自身作为训练样本,通过字典学习使图像中的相似块在字典下具有稀疏表示形式.本文将全局字典学习中利用图像库获取附加信息的思想融入到自适应字典学习的过程中,提出了一种基于自适应多字典学习的单幅图像超分辨率算法,从低分辨率图像自身与图像库同时获取附加信息.该算法对低分辨率图像金字塔结构中的图像块进行聚类,在聚类结果的引导下将图像库中的图像块进行分类,利用各类中的样本分别构建针对各类的多个字典,从而确定表达重建图像块的最优字典.实验表明,与ScSR、SISR、NLIBP、CSSS以及mSSIM等算法相比,本文算法具有更好的超分重建效果.

本文对变步长自适应滤波算法进行了讨论,建立了步长因子μ与误差信号e(n)之间另一种新的非线性函数关系.该函数比已有的Sigmoid函数简单,且在误差e(n)接近零处具有缓慢变化的特性,克服了Sigmoid函数在自适应稳态阶段步长调整过程中的不足.由此函数本文得出了另一种新的变步长自适应滤波算法,并且分析了参数α,β的取值原则及对算法收敛性能的影响.该算法有较好的收敛性能且计算量少.计算机仿真结果与理论分析相一致,证实了该算法的收敛性能优于已有的算法.

超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术能获得比现有无线定位技术更高的测距定位精度.本文主要讨论UWB定位技术的研究和应用,包括TOA/TDOA(Time/Time Difference of Arrival)等UWB定位方法、多径时延估计理论、非视距定位和协作式定位、多带OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)定位和其他超宽带信号定位方式等方面,对其发展历程和现状进行了充分的叙述和分析,最后指出了仍存在的问题和值得进一步探讨的方向.

图像分割是是计算机视觉研究中的一个经典难题，已成为图像理解领域关注的一个热点.本文对近年来图像分割方法的研究现状与新进展进行了归纳总结.首先，简单介绍了图像分割的传统方法，包括基于区域的、基于边缘的和两者结合的图像分割方法.然后，分别从数学形态学、模糊集、神经网络、支持向量机、免疫算法、图论和粒度计算等方面对图像分割方法进行了重点讨论，并对应用每一种理论的最新研究进展作了评述.最后，对图像分割方法的发展趋势进行了展望.

阵列处理和数据分析的一个典型问题是从混合的观测数据向量中恢复不可观测的各个源信号.盲信号分离是解决这一问题的一门新技术,近几年吸引了信号处理学界和神经网络学界众多学者的研究兴趣.本文将以独立分量分析和非线性主分量分析为主要对象,综述盲信号分离技术的理论、方法及应用等方面的发展,并作有关展望.

提出一种基于类haar特征和改进AdaBoost分类器的车辆图像识别算法,以解决当前基于SVM分类器或级联分类器存在的分类识别性能不足以及传统基于AdaBoost算法的训练所需时间过长的问题.首先,基于积分图提取图像的扩展类haar特征,然后对所提取的海量类haar特征应用改进的AdaBoost分类器训练方法进行特征选择及分类器训练,最后利用所选择的特征信息及训练得到的分类器进行两类分类识别.实验结果表明,文中方法无论是在识别性能还是训练所需时间方面均明显优于传统方法,具有较好的应用前景.

人脸自动识别是模式识别、图像处理等学科的一大研究热点,近几年来关于人脸识别的研究取得了很大进展.本文重点对近三、四年来人脸识别的研究进行综述并对各种方法加以评论.

在脑机接口研究中,针对运动想象脑电信号的特征抽取,提出了一种基于离散小波变换和AR模型的方法.利用Daubechies类小波函数对脑电信号进行3 层分解,抽取小波变换系数的统计特征;利用Burg算法提取脑电信号6阶AR模型系数.将这两类特征进行组合后使用神经网络、支持向量机、马氏距离线性判别进行分类并比较分析.采用BCI2003竞赛数据,以分类精度与竞赛的最好结果进行了比较,表明了所提出方法的有效性.在脑电信号控制机器人的在线系统中,该模式识别算法的平均准确度达到了89.5%.该特征提取和分类方法为在线脑机接口系统的研究提供了新的思路.

脉冲神经网络是进行复杂时空信息处理的有效工具,但由于其内在的不连续和非线性机制,构建高效的脉冲神经网络监督学习算法非常困难,同时也是该研究领域的重要问题.本文介绍了脉冲神经网络监督学习算法的基本框架,以及性能评价原则,包括脉冲序列学习能力、离线与在线处理性能、学习规则的局部特性和对神经网络结构的适用性.此外,对脉冲神经网络监督学习算法的梯度下降学习规则、突触可塑性学习规则和脉冲序列卷积学习规则进行了详细的讨论,通过对比分析指出现有算法存在的优缺点,并展望了该领域未来的研究方向.

本文提出了一种新的基于群体适应度方差自适应变异的粒子群优化算法(AMPSO).该算法在运行过程中根据群体适应度方差以及当前最优解的大小来确定当前最佳粒子的变异概率,变异操作增强了粒子群优化算法跳出局部最优解的能力.对几种典型函数的测试结果表明:新算法的全局收搜索能力有了显著提高,并且能够有效避免早熟收敛问题.

随着云计算在学术界和工业界的兴起,云计算也不可避免的带来了一些安全问题.本文对云计算的安全需求进行了总结,指出云计算不仅在机密性、数据完整性、访问控制和身份认证等传统安全性上存在需求,而且在可信性、配置安全性、虚拟机安全性等方面具有新的安全需求.我们对云计算的两个典型产品Amazon Web Services和Windows Azure的安全状况进行了总结,并阐述了针对云计算的拒绝服务攻击和旁通道攻击.基于云计算的安全需求和面临的攻击,对现有安全机制进行了优缺点分析,系统的总结了现有的安全机制.

随着计算机软硬件系统日益复杂,如何保证其正确性和可靠性成为日益紧迫的问题.在为此提出的诸多理论和方法中,模型检测(model checking)以其简洁明了和自动化程度高而引人注目.模型检测的研究大致涵盖以下内容:模态/时序逻辑、模型检测算法及其时空效率(特别是空间效率)的改进以及支撑工具的研制.这几个方面之间有着密切的内在联系.不同模态/时序逻辑的模型检测算法的复杂性不一样,优化算法往往是针对某些特定类型的逻辑公式.本文将就这几个方面分别加以阐述,最后介绍该领域的新进展.

多波束天线广泛应用于各种卫星通信系统,本文综述卫星通信多波束天线的有关问题,比较了各种方案的优缺点, 指出了有待研究的有关课题.

本文以自主驾驶车辆为实际应用背景.提出了一种改进的RRT(快速随机搜索树)路径规划算法.该路径规划算法将非完整性约束条件与双向多步扩展RRT搜索算法相结合,在提高搜索效率的同时保证了规划路径的可行性.同时将路径点作为B样条基函数的控制点,用三次B样条函数来拟合控制点生成平滑可跟踪的路径.通过在平面障碍物环境下实验,验证了该算法的有效性.

本文首先简介了用卷积运算实现反卷积的原理、方法和实例;其次,提出了该方法的病态问题,并给出了解决的办法;最后,给出了这种方法的估计误差及实例.

随着软件在信息社会中发挥日益重要的作用,人们对软件可靠性、可靠安全性和保密安全性等可信性质的要求也愈来愈高.本文讨论了高可信软件工程技术的现状和面临的主要挑战,给出了基于形式化方法的高可信软件技术的发展趋势和突破点.

测量矩阵在压缩感知中起着关键性的作用,其性能会影响原始信号的压缩与重构.现有的测量矩阵多数为随机的,它们在实际应用中有存储量大、效率低等缺点,且在硬件上难以实现,故构造确定性测量矩阵对压缩感知理论的推广与应用具有重要的意义.本文回顾了国内外学者在确定性测量矩阵构造方面的研究,着重对目前已有的构造算法进行详细的介绍和分类,最后根据多种指标综合评述了各种算法的性能.

本文给出了一种基于小波变换的图像融合方法,并针对小波分解的不同频率域,分别讨论了选择高频系数和低频系数的原则.选择高频系数时,基于绝对值最大的原则,并对选择结果进行了一致性验证.文章设计了三种选择低频系数的方案,即平均法、Burt提出的平均与选择相结合的方法和基于边缘的方法.平均法在一定程度上降低了图像的对比度;平均与选择相结合的方法根据两幅图像的相关性采用平均法或选择法;第三种方法是一种基于边缘的方法,在多幅原图像中选择最有可能是边缘的点加以保留,得到的合成图像最清晰.文章最后将提出的算法用于多聚焦图像的融合.从仿真结果可以看出,文中给出的方法可以很好地保留多幅原图像中的有用信息,得到多个目标聚焦都很清晰的融合图像.通过比较可知,如果尺度系数的选择采用第三种方案,融合图像的视觉效果最好.

压缩传感理论(Compressive Sensing,CS)以远低于Nyquist采样频率的非适应性测量和优化方法高概率重构信号.本文介绍了CS的基本理论、重构算法,包括贪婪、凸优化方法及我们提出的MBOOMP算法;同时,采用0-1组成的随机信号进行性能比较的模拟实验,结果表明我们的算法优于传统的OMP算法.

随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面.

信道编码盲识别是非合作信号处理领域的重要内容,将非合作信号处理技术从信号层扩展到了信息层,在智能通信、信息截获、信息对抗等领域具有重要作用.本文首先对广泛应用于现代数字通信系统中的卷积码、BCH码、RS码、Turbo码和扰码的盲识别算法进行了总结和归类,然后对算法原理进行了描述,并分别从计算量和误码适应能力两个方面对算法的性能进行了分析.最后,根据目前算法的不足和现实需求,指出了未来信道编码盲识别的研究方向.

感知哈希(Perceptual Hashing),是多媒体数据集到感知摘要集的一类单向映射,即将具有相同感知内容的多媒体数字表示唯一地映射为一段数字摘要,并满足感知鲁棒性和安全性.感知哈希为多媒体内容识别、检索、认证等信息服务方式提供安全可靠的技术支撑.本文在人类感知模型(Human Perceptual Model)的基础上,明确了感知哈希的定义、性质和一般性描述.并对目前感知哈希的典型算法、应用模式以及评测基准等进行了综述,指出了感知哈希未来的研究方向.

基于拟合的传统轨迹预测算法已无法满足高精度和实时性预测要求.提出基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法，对移动对象动态行为进行状态估计，利用前一时刻的估计值和当前时刻的观测值更新对状态变量的估计，进而对下一时刻的轨迹位置预测.大量真实移动对象数据集上的实验结果表明：GeoLife数据集上基于卡尔曼滤波的轨迹预测算法的平均预测误差（预测轨迹点与实际轨迹点的均方根误差）为12.5米；与基于轨迹拟合的轨迹预测算法相比，T-Drive数据集预测误差平均下降了555.4米，预测准确率提升了7.1%.在保证预测时效性前提下，基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法解决了轨迹预测精度较低的问题.

MapReduce并行编程模型通过定义良好的接口和运行时支持库,能够自动并行执行大规模计算任务,隐藏底层实现细节,降低并行编程的难度.本文对MapReduce的国内外相关研究现状进行了综述,阐述和分析了当前国内外与MapReduce相关的典型研究成果的特点和不足,重点对MapReduce涉及的关键技术(包括:模型改进、模型针对不同平台的实现、任务调度、负载均衡和容错)的研究现状进行了深入的分析.本文最后还对MapReduce未来的发展趋势进行了展望.

基于TCP协议的大部分网络通信都将接收到的数据包当作一个有序序列进行处理.TCP协议的这种有序序列模式限制了其在大量数据传输或将数据分布到大量用户的应用.基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据的传输方式,使得数字喷泉码成为一类适用于可靠通信的有效编码技术,而具有广阔的应用前景.本文综述了几类典型数字喷泉码的原理及其优缺点;探讨了这几类数字喷泉码的具体应用;指出了数字喷泉码研究中需要解决的一些关键问题.最后,对数字喷泉码的发展前景及研究方向进行展望.

稀疏性与组稀疏性在统计学、信号处理和机器学习等领域中具有重要的应用.本文总结和分析了不同组稀疏模型之间的区别与联系,比较了不同组稀疏模型的变量选择能力、变量组选择能力、变量选择一致性和变量组选择一致性,总结了组稀疏模型的各类求解算法并指出了各算法的优点和不足.最后,本文对组稀疏模型未来的研究方向进行了探讨.

本文提出了一种将支持向量机分类和最近邻分类相结合的方法,形成了一种新的分类器.首先对支持向量机进行分析可以看出它作为分类器实际相当于每类只选一个代表点的最近邻分类器,同时在对支持向量机分类时出错样本点的分布进行研究的基础上,在分类阶段计算待识别样本和最优分类超平面的距离,如果距离差大于给定阈值直接应用支持向量机分类,否则代入以每类的所有的支持向量作为代表点的K近邻分类.数值实验证明了使用支持向量机结合最近邻分类的分类器分类比单独使用支持向量机分类具有更高的分类准确率,同时可以较好地解决应用支持向量机分类时核函数参数的选择问题.

在对海量的图像数据进行检索时,传统的基于数值/字符的信息检索技术并不能满足要求.因此,基于内容的图像检索技术(CBIR:Content-Based Image Retrieval)的研究应运而生,并引起了广泛关注.本文主要讨论CBIR研究中的一些关键问题:图像的内容特征及其提取、特征之间的相似度计算、查询条件的表达、检索性能的评价、压缩域的图像检索技术等等,并指出了一些可值得深入研究的方向.

多方保密计算是信息社会隐私保护的核心技术,是国际密码学界的研究热点之一.本文首先提出了一种新的对保密数据进行编码的方案,接着利用这种新的编码方案和同态加密方案,构造了一个百万富翁问题新的解决方案,并证明了方案的安全性.新的方案更简洁、更具有普遍意义,能够对可定义全序关系的任意两个对象进行比较.最后用这个新的解决方案解决了另一个新的多方保密计算问题-两个整数的互素问题,证明了方案是安全的.