对于粒子群优化算法易陷入局部最优的缺陷,反向学习策略对其的改进取得了较好的效果.然而,反向学习策略需要结合其它策略来提高算法后期的全局搜索能力,针对此缺陷,根据光的折射原理对反向学习策略的反向过程进行改进,提出反向学习的统一算法模型及基于折射原理反向学习模型的改进粒子群算法.实验与分析表明,与其它基于反向学习的粒子群算法相比,该模型更有效地改进了所提算法的全局搜索能力,提高了种群的多样性,从而提高了算法的收敛速度以及优化精度.
针对如何为互联网用户从多个相同或相似的服务中进行选择的问题,提出了一种新的服务选择算法:基于QoE(Quality of Experience)量化评估的服务选择算法(A Service Selecting Algorithm Based on Quantified QoE Evaluation,ASSABQ).该算法基于一种层次化评分模型,从历史评分中学习获取用户偏好,根据多种评价因素计算每个可用服务的满意度,并选择满意度最高的服务给用户.与已知算法相比,ASSABQ算法的复杂度从O(n2)下降到O(n).仿真实验结果表明,在相同应用场景下,采用ASSABQ算法得到的用户满意度比已知算法提高约10%.
针对多约束下的行流水粗粒度可重构体系结构的硬件任务划分映射问题,提出了一种多目标优化映射算法.该算法根据运算节点执行时延、依赖度等因素构造了累加概率权值函数,在满足可重构单元面积和互连等约束下,通过该函数值动态调整就绪节点的映射调度次序,当一块可重构单元阵列当前行映射完毕后,就自动换行,当一块阵列被填满,就切换到下一块,当一个数据流图映射完毕后,就自动计算划分块数等参数.实验结果表明,与层贪婪映射算法相比,文中算法平均执行总周期降低了8.4%(RCA4×4)和5.3%(RCA6×6),与分裂压缩内核映射算法相比,文中算法平均执行总周期降低了20.6%(RCA4×4)和21.0%(RCA6×6),从而验证了文中提出算法的有效性.
针对当前离散人工蜂群算法冗余度高、探索性能差、容易陷入早熟等问题,提出一种基于逻辑运算的离散人工蜂群算法.通过引入一系列的逻辑运算,一方面解决了当前离散人工蜂群算法中存在的解不更新问题,提高了算法的搜索效率;另一方面,很好地保证了搜索过程的中间解和最终解都封闭在原离散封闭集内,有效地避开了实数集与离散集间的映射问题.基于逻辑运算的离散人工蜂群算法计算简单、易于硬件实现,在基于图论着色理论的频谱分配模型上进行验证,取得了明显优于离散人工蜂群算法的收敛速度和优化性能.
本文利用凸组合算法对单隐藏层前向神经网络进行了优化,通过迭代来更新权值以调整隐藏层的信息.同时引入了一个新的误差函数来评价误差性能,该函数通过对权值进行解耦来求解优化参数,提高了参数的计算速度.在此基础上,提出了一种非线性系统的自适应神经网络状态观测器设计方法.最后通过仿真验证了该神经网络观测器能准确并快速地观测出系统的状态值.
一维全相位数字信号处理已经在谱分析、自适应、模板设计、滤波器组分析与综合等领域得到应用,但对于二维全相位理论的推导很少而且没有实现的方法.因此,本文在一维全相位信号处理方法的基础上,首先系统地分析二维全相位信号处理模式,理论推导出无窗、单窗和双窗模式下传输函数表达式;其次,首次设计出二维全相位处理的系统实现框图,并对算法复杂度进行了优化分析;还有,对二维全相位信号处理的性质进行了分析;最后,借助MATLAB实现了DFT滤波器设计并画出3D特性曲面,完成设计二维DFT全相位滤波器的理论、方法和实验验证.
针对颜色信号在进行跨媒体传输时出现的失真问题,提出一种基于球坐标及三角形插值的色域映射算法.首先,在球坐标系内选取出目标色域的边界颜色点以作为三角形插值的节点;其次,通过插值节点预查找方法选取出3个符合插值要求的最优节点;最后,使用三角形插值计算得到待映射颜色信号对应的目标色域边界.在EPSON及HP打印机上的实验结果表明本文算法具有良好的可靠性、计算精度及执行效率,可广泛应用于各类呈色设备及彩色图像的色域映射中.
2011年,庞等人利用拉格朗日插值多项式方法构造了一个新的基于身份的多接收者匿名签密方案,并声称在其方案中任何攻击者或合法接收者都无法获取其他合法接收者的身份信息,从而能够保护接收者隐私.本文对庞等人的多接收者签密方案进行安全性分析,发现其方案中任何接收者对于其他接收者都无法实现匿名.同时,本文在其方案基础上进行改进,提出了一种改进方案,以弥补其安全缺陷.最后在随机预言模型下,对改进方案的正确性和接收者匿名性进行了证明.
该文研究模m加法的线性逼近问题,其中m为大于3的整数.利用分类计数方法,文中给出了任意k个整数求和模m的最低两个比特异或值用每一个整数的最低两个比特异或值去逼近时概率值的精确计算公式.此外,对于k=2、3或4,文中还进一步分析了这类线性逼近的效果.
针对变分光流算法的计算精度与鲁棒性问题,提出一种基于图像局部结构的区域匹配变分光流算法.光流估计能量泛函的数据项采用图像结构守恒与灰度守恒相结合,并引入规则化非平方惩罚函数,保证了光流估计的精度与鲁棒性;平滑项采用随图像局部结构自适应变化的扩散策略结合区域匹配约束函数能够有效地保护运动物体或场景的边缘轮廓信息;在光流计算过程中引入金字塔分层细化策略克服图像序列中大位移运动引起的像素点漂移现象,并采用数学方法证明光流估计模型的鲁棒性和收敛性.多组实验表明,本文方法在图像中存在剧烈光照变化、非刚性物体复杂运动以及多目标大位移运动等情况下具有较高的计算精度、较好的鲁棒性.
本文提出一种两分类器融合的高光谱空谱联合分类方法,首先利用子空间多项式逻辑回归在图像的特征子空间中分类,得到满概率图;根据满概率将每个像元分至概率最大的两个最可信类别,并在原始空间中构建最可信类别字典,利用稀疏解混对每个像元在最可信类别字典下进行稀疏表示,得到稀疏概率图;最后将满概率图和稀疏概率图线性融合,并利用边缘保持的马尔可夫正则项挖掘图像空间信息,得到具有边缘保持的空谱分类模型.实验表明,提出的两分类器融合方法即使在训练样本较少时也比现有方法得到更好的分类结果.
半自动2D转3D将用户标注的稀疏深度转换成稠密深度,是解决3D片源不足的主要手段之一.针对现有方法利用硬分割增强深度边缘引入误差的问题,提出像素点与超像素深度一致性约束的边缘保持插值方法.首先,建立像素点深度和超像素深度传播的能量模型,通过像素点与所属超像素间深度差异的约束项将二者关联起来;其次,利用矩阵表示形式将两个能量模型的最优化转换成一个稀疏线性方程组的求解问题.通过超像素提供的约束项,可避免深度传播穿过低对比度边缘区域,从而能保持对象边缘.实验结果表明,本文方法对象边缘处深度恢复的准确性优于融合图割的随机游走方法,PSNR改善了1.5dB以上.
为了解决分布式最小均方算法在输入信号相关性较高时收敛速度较慢、分布式仿射投影算法计算复杂度较高等问题,本文提出了两种分布式子带自适应滤波算法,即递增式和扩散式子带自适应滤波算法.分布式子带自适应滤波算法将节点信号进行子带分割来降低信号的相关性,从而加快收敛速度.由于用于子带分割的滤波器组中包含了抽取单元,所以分布式子带自适应滤波算法和对应的分布式最小均方算法的计算复杂度相近.仿真结果表明,与分布式最小均方算法相比,分布式子带自适应滤波算法具有更好的收敛性能.
在现有的卫星多波束联合预编码技术研究中,普遍假设卫星发射机有理想的用户信道信息;遗憾的是,由于长距离信号传播延迟,这种假设并不适合于卫星移动通信系统,特别是地球同步卫星系统.为了解决这个问题,提出了基于部分信道信息的多波束协作传输方法;利用阴影-莱斯信道模型,本文导出了闭合形式的中断容量表示,给出了基于部分信道信息的多波束联合预编码优化算法,克服了现有方法的局限性.仿真结果表明,与传统的单波束频率复用方法比较,提出的方法大大降低了系统的发射功率.
本文对海洋二号卫星微波散射计(Haiyang-2 Scatterometer,HY-2 SCAT)进行了海洋定标算法研究,并使用数值天气预报模型风场(Numerical Weather Prediction,NWP)和浮标数据对定标后反演风场进行联合验证.通过匹配2012年12月份的HY-2 SCAT反演风场、NWP风场及浮标的观测数据,共得到无降雨条件下的3112个25km分辨率的匹配数据.对匹配数据进行分析时,采用基于变量的误差分析方法能够得到比传统线性回归方法更精确的验证结果.选取在风场U、V分量进行联合验证能得到较在风速、风向上更为有利的验证结果.验证结果表明,经过海洋定标法之后的HY-2 SCAT测量后向散射系数的误差残余小于0.15dB,其反演风场与浮标及NWP数据相吻合,U、V分量相对浮标及NWP数据偏差均小于0.23m/s,验证了该定标算法的有效性及定标后反演风场的高精度.
本文基于Maximum Distance Separable(MDS)码的Hamming重量分布提出一类新的二元Alternant子类码.分析表明这类新的子类码包含整个BCH码类,并且可以渐进达到Gilbert-Varshamov(GV)界.
在基于有限反馈获得部分信道状态信息的条件下,研究了放大转发非可信中继系统的物理层安全传输技术.通过目的节点发送人工噪声干扰信息,使系统获得了正安全容量.推导了安全中断概率和传输中断概率的闭合表达式,分析了反馈比特数对系统安全性和可靠性的影响,进而提出了能同时兼顾系统安全性和可靠性的最优反馈比特数的自适应选择方案.
针对高阶部分响应连续相位调制(CPM)信号盲定时同步中存在定时精度较低以及容易出现假锁等问题,该文从脉冲幅度调制(PAM)分解的角度出发,设计了一种新的适用于高阶部分响应CPM信号的定时同步器结构,并在此基础上结合基于马尔科夫链模型的定时假锁检测方法,提出了一种适用于高阶部分响应CPM信号的盲定时同步算法.该算法通过对CPM信号的PAM脉冲进行优化处理,有效减少了匹配滤波器以及网格状态的数目,同时使用辅助定时误差检测器和假锁检测器来实时监测假锁现象.理论分析和仿真结果表明,对于四阶部分响应CPM信号,在低信噪比并存在较大初始定时误差条件下,该算法也能够实现精确快速的定时同步.
现有视频摘要方法大多仅在固定视角下对视频内容进行压缩,限制了视频内容的浏览空间,导致压缩后的视频内容相互碰撞和遮挡.最近的方法改变视频内容的时空关系,但导致摘要结果与原始视频的相似度降低.本文研究基于新视角合成技术的交互式摘要视频浏览算法,通过为视频内容构建新的观察视角,增加视频浏览空间,从本质上减少视频内容碰撞和遮挡的可能性.为完全避免碰撞现象,提出了特定视角下投影遮挡消除技术,仅需较小地改变视频内容的时空关系,保证摘要视频与原始视频内容的一致性.最后,为方便用户交互式浏览摘要视频,构建了观察视角自动生成算法,根据当前摘要内容实时推荐并调整到最优观察视角.实验结果和用户调查表明本文提出的交互式视频摘要算法能有效压缩视频冗余信息,提高了摘要视频准确度、易理解程度.
无线纳米传感器网络是当前纳米技术相关的研究热点之一.纳米传感器可存储的能量极为有限,能量有效性是无线纳米传感器网络中必须优先考虑的重要问题.针对无线纳米传感器网络,综合考虑传输能耗和接收能耗,建立能耗模型;提出通信能耗最小化编码(EMC)方法.使用EMC,可以最小化传输能耗,可以满足码字长度和码率约束要求,可以确定最小化通信能耗的优化码长.通过实验对比分析,EMC方法在能耗方面具有较好的性能.
如何选择合适的特征表示一般物体类间差异和类内共性至关重要,因此,本文在2D SIFT(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)的基础上,提出了基于点云模型的3D SIFT特征描述子,进而提出一种基于2D和3D SIFT特征级融合的一般物体识别算法.分别提取物体2维图像和3维点云的2D和3D SIFT特征描述子,利用"词袋"(Bag of Words,BoW)模型得到物体特征向量,根据特征级融合将两个特征向量进行融合实现物体描述,运用有监督分类器支持向量机(Support Vector Machine,SVM)实现分类识别,给出最终识别结果.最后,实验验证了本文提出算法的好处.
利用积分模(度量)研究模糊系统对可积函数类的逼近性是人们普遍关注的方法,而基于K-拟算术运算诱导的Kp-积分模不仅是一维积分模的推广,而且是刻画p-次可积函数类的重要工具.本文通过引入拟减运算重新定义Kp-积分模,且在Kp-积分模意义下讨论分片线性函数对一类ûp-可积函数的逼近性,进而构造性地证明广义Mamdani模糊系统对ûp-可积函数类仍有逼近性.最后通过实例分析说明广义Mamdani模糊系统的逼近效果.结果表明广义Mamdani模糊系统可以按任意精度逼近一类ûp-可积函数.
在深亚微米及纳米级集成电路设计过程中,电路的可靠性评估是非常重要的一个环节.本文提出了一种利用概率统计模型计算逻辑电路可靠度的方法,将电路中的每个逻辑门是否正常输出看作一次随机事件,则发生故障的逻辑门数为某个特定值的概率服从伯努利分布;再利用实验统计单个逻辑门出错时电路的逻辑屏蔽特性,根据此方法计算出ISCAS'85和ISCAS'89基准电路可靠度的一个特定范围.理论分析和实验结果表明所提方法是准确和有效的.
工作流将业务过程分解为有序的步骤并分配人力资源加以执行.资源分配受访问控制约束及资源异常干扰,存在可满足性和鲁棒性问题.而其鲁棒性验证又依赖于其可满足性判定,目前通过求可满足性的一个解来完成.本文提出另一种途径,通过统计解的个数来完成判定.特别地,通过多项式计数归约为有求解器可用的#SAT问题,给出了互斥和绑定约束下的可满足性计数算法.实验表明,相对目前时间复杂度最低的可满足性求解算法,该可满足性计数算法显著提高了实际判定效率和适用规模.
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.
角点检测是图像处理和模式识别领域的基本课题,它在运动估计、形状分析、3D重建等方面都有重要的应用.本文对角点检测方法进行了详细阐述及分类——基于灰度强度的方法、基于边缘轮廓的方法、基于角点模型的方法,并将现有方法的优缺点进行了总结,指出了存在的问题及进一步的研究方向,预期为图像角点检测提供参考和借鉴.
本文讨论了纯相位硅基液晶器件(liquid crystal on silicon device,LCOS)的芯片级封装技术.包括具体基础工艺介绍、关键工艺分析及封装检测、质量控制方法等.其中详细介绍了工艺步骤中的玻璃基板和硅基板的光学预先检测、基板清洗、取向层处理、胶水涂覆、组装封装及灌注液晶工艺.同时在密封胶水涂覆、灌注液晶及如何控制器件厚度的原则问题上做出了重点阐述,最后定义了优质封装质量的纯相位硅基液晶器件应该具备的基本要素.
系统级故障诊断是保证复杂多处理器系统可靠性的一种重要的手段,PMC模型是一种重要的系统级故障诊断模型.本文通过对PMC模型的t条件可诊断性进行分析和论证,首次给出了互测PMC模型的t条件可诊断的充要条件.并通过构建条件故障模式方程组,然后利用自然连接和笛卡尔积等关系代数对条件故障模式方程组进行求解,进而首创了一种便捷的条件故障模式算法.本文最后根据互测PMC模型的t条件可诊断的充要条件进一步给出了一种新型的t条件可诊断判定算法,该算法简单有效.
现有的轨迹匿名算法没有充分考虑轨迹内外在特征信息以及移动对象个性化的隐私需求.为此,本文提出个性化轨迹k-匿名的概念,并提出轨迹结构相似性度量模型,综合考虑轨迹方向、速度、转角和位置等内外在特征信息;然后,提出基于稀疏化最小生成树聚类的个性化隐私保护算法,通过稀疏化的方法降低最小生成树聚类的执行时间,通过贪婪策略生成近似最优的轨迹k-匿名集合.实验结果表明,本文的轨迹结构相似性度量模型能更加准确地度量轨迹间的相似性,所提算法花费了更少的时间代价,具有更高的数据可用性.
