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2019年 47卷 3期
刊出日期:2019-03-25

综述评论
学术论文
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学术论文
513 位寅生, 张国成, 朱永鹏, 许荣庆
天发舰收高频雷达一阶海杂波电磁散射特性分析
天发舰收高频雷达是对传统固定平台条件下天地波雷达系统的延伸,由于舰载平台运动和传播信道中电离层的影响,使得一阶海杂波谱呈现出更多特点.本文根据Walsh模型中一阶电场方程,推导得到了天发舰收传播模式下一阶海面散射截面积的解析表达式.然后,根据表达式对不同因素对一阶谱的影响进行仿真分析.仿真结果表明雷达工作频率、舰载平台运动和电离层水平漂移运动是引起一阶海杂波谱多普勒展宽的主要原因,风向主要影响一阶海杂波谱的形态变化,而这一特点为根据一阶海杂波谱进行海洋遥感提供了可能.
2019 Vol. 47 (3): 513-520 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [PDF 1675KB] ( 470 )
521 陈辉, 贺忠良, 连峰, 黎慧波
基于高斯混合多目标滤波器的传感器控制策略
本文基于随机有限集的高斯混合多目标滤波器(Gaussian Mixture Multi-Target Filter,GM-MTF)提出几种传感器控制策略.首先,基于容积卡尔曼高斯混合多目标非线性滤波器,借助两个高斯分布之间的巴氏距离,推导GM-MTF的整体信息增益,并以此为基础提出相应的传感器控制策略.另外,设计高斯粒子的联合采样方法对多目标滤波器的预测高斯分量进行采样,用一组带权值的粒子去近似多目标统计特性,利用理想量测集对粒子的权值进行更新,继而研究利用Rényi散度作为评价函数,提出一种适应性更好的传感器控制策略.最后,给出基于目标势的后验期望(Posterior Expected Number of Targets,PENT)评价的高斯混合实现过程.仿真实验验证了提出算法的有效性.
2019 Vol. 47 (3): 521-530 [摘要] ( 99 ) [HTML 1KB] [PDF 2350KB] ( 439 )
531 李高祥, 杨霖, 林旭彬
基于能量收集的多对双向MIMO AF中继系统的和速率分析
采用基于中继功率分配的能量收集方法,中继将接收到的部分射频信号转化为能量并利用收集到的能量放大和转发剩下的信号,通过在中继使用最大比合并/最大比传送的接收和预编码技术,推导出每个用户的遍历速率的下界表达式,然后研究了使所有用户和速率最大的最佳中继功率分配比.仿真结果说明了在最佳中继功率分配比的条件下可以得到最大的和速率,同时给出了和速率与中继天线数和用户对数的关系,并表明了在用户总功率一定的条件下,能量收集中继系统的性能优于传统的没有能量收集的中继系统.
2019 Vol. 47 (3): 531-537 [摘要] ( 61 ) [HTML 1KB] [PDF 770KB] ( 328 )
538 李姝怡, 程婷
基于量测转换IMM的多普勒雷达机动目标跟踪
多普勒雷达目标跟踪中,如何有效解决系统量测与目标状态之间的非线性并实现机动目标跟踪,是亟待解决的问题.本文提出一种基于量测转换交互多模型(Interactive Multiple Model,IMM)的目标跟踪算法,其以IMM为框架,并结合静态融合滤波器处理多普勒量测的结构,解决多普勒雷达机动目标跟踪问题.仿真结果表明了所提出算法的有效性.
2019 Vol. 47 (3): 538-544 [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [PDF 1270KB] ( 319 )
545 许京伟, 廖桂生, 张玉洪, 苏庆祥
波形分集阵雷达抗欺骗式干扰技术
本文从单基地雷达抗干扰的应用需求出发,分析了现有单基地雷达体制抗干扰的现状以及面临的困难.针对欺骗式干扰对抗的难题,提出了基于新体制波形分集阵雷达的抗主瓣方向欺骗式干扰思路,利用频率分集阵(Frequency Diverse Array,FDA)多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达发射维自由度,实现真实目标和转发假目标在发射维度的区分,在部分先验知识的条件下,初步论证了FDA-MIMO雷达抗欺骗式干扰特别是主瓣欺骗式干扰的可行性.同时考虑转发式欺骗干扰在时间维的伪随机特性,提出了基于多假设检验的干扰样本挑选方法,大大提高了干扰协方差矩阵的估计性能.最后给出了FDA-MIMO雷达抗主瓣欺骗式干扰的分析与仿真结果.
2019 Vol. 47 (3): 545-551 [摘要] ( 429 ) [HTML 1KB] [PDF 898KB] ( 460 )
552 韩树楠, 张旻, 李歆昊
基于m序列三阶相关性的同步扰码反馈多项式重构
在已有的卷积码同步加扰的扰码反馈多项式重构方法中,卷积码对偶码字需要先验已知.为了解决该问题,本文基于m序列的三阶相关性,提出一种卷积码加扰的扰码反馈多项式重构新方法.首先对卷积码加扰序列进行分块处理,数据块的长度为卷积码编码约束长度,相邻数据块的起始位间隔一个码长;然后证明了加扰数据块与对偶码字相乘后,输出序列为与扰码周期相同的m序列,由此基于m序列的三阶相关峰值特性估计出对偶码字;最后利用三阶相关峰的位置信息重构出同步扰码反馈多项式.在有误码情况下,推导了峰值与非峰值位置处三阶相关函数值的概率分布,得到三阶相关峰的检测门限与重构结果正确的置信度.仿真实验验证了本文方法的有效性,与已有的重构方法相比,该方法无需先验已知对偶码字,消除了重构结果的不确定性,具有更好的容错性.
2019 Vol. 47 (3): 552-559 [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [PDF 2936KB] ( 335 )
560 张浩为, 谢军伟, 葛佳昂, 宗彬锋, 路文龙
基于波形调度的机动目标跟踪算法
针对机动目标的跟踪问题,提出一种结合自适应匀速(Constant Acceleration,CA)模型和波形调度的平方根容积卡尔曼滤波(Square-Root Cubature Kalman Filter,SCKF)算法.在CA模型的基础上,通过构建Jerk分量与速度、加速度的近似关系,使得状态过程噪声与滤波器输出的状态协方差矩阵相联系,以实现模型的自适应调整.另外,利用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)旋转发射波形的模糊函数,使得量测误差椭圆与滤波算法中的状态预测误差椭圆正交,得到最优的发射波形,以从数据处理和信号处理两方面共同提升系统的跟踪性能.仿真结果表明,相比于基于改进当前统计(current statistical,CS)模型的无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法、基于CS模型的SCKF算法、基于CA模型的SCKF算法和交互式多模型(IMM)SCKF算法,所提算法结构简单且跟踪精度更高.
2019 Vol. 47 (3): 560-567 [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [PDF 855KB] ( 321 )
568 孙朋朋, 董云卫
二维全向无线充电信息物理融合系统建模与优化方法
本文解决两相交流电源供电下二维全向无线充电信息物理融合系统的能量传输效率优化问题,发现了系统的频率分叉现象及其能量传输机理,利用混成自动机理论建立了系统的形式化模型.制定了一种面向不同负载区间的多供电模式的最优输电控制策略和能量传输频率优化算法.论文对共振条件下的频率分叉现象进行仿真实验,验证了两相交流电源供电下能量的最优传输理论模型,可用于电动汽车、智能手机等移动装置的充电系统.
2019 Vol. 47 (3): 568-575 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [PDF 1811KB] ( 322 )
576 张彦奎, 王大鸣, 耿卫, 巴斌, 许海韵, 代正亮
基于双向传播算子的互质面阵二维波达方向估计
针对谱峰搜索的二维波达方向估计中现有算法复杂度高,精度受搜索间隔影响较大的问题,给出了一种双向传播算子的互质面阵二维波达方向估计算法,实现了俯仰角和方位角的低复杂、高精度、无模糊联合估计.该方法首先将互质阵列引入到二维波达方向估计中,构造互质平面阵模型,然后采用两次旋转不变传播算子方法计算出不同阵列流型方向上的旋转因子矩阵,根据旋转因子矩阵解算出目标信号的俯仰角和方位角,同时利用互质理论消除了稀疏阵列角度估计的不确定性,证明了互质阵列模型下采用双向传播算子方法进行俯仰角和方位角估计的无模糊性.对算法的复杂度进行理论分析,并给出了平面阵列角度估计的克拉美罗界推导.理论分析与仿真结果表明,算法不需要进行角度匹配和谱峰搜索,在相同条件下的均方根误差性能优于均匀平面阵的多重信号分类算法,并且以较低的复杂度无模糊的达到了高维网格搜索的精度.
2019 Vol. 47 (3): 576-583 [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 1114KB] ( 332 )
584 王昊, 马启明
宽带子阵域特征空间稳健对角减载波束形成
针对宽带子阵域自适应波束形成器在实际使用中稳健性下降、对弱信号的检测能力受信噪比限制的问题,提出了一种宽带子阵域特征空间稳健对角减载自适应波束形成方法.首先提出利用子阵域特征空间投影法修正导引向量并得到球形不确定集的估计,再利用RCB(Robust Capon Beamformer)算法得到约束条件下的最优权值.另一方面,利用子阵域互谱密度矩阵的最小特征值作为子阵域非相关噪声功率的估计并进行对角减载,以最优权值对减载矩阵波束形成得到子带波束输出,对每个窄子带重复上述处理,再将结果非相干叠加即可得到本文方法的最终结果.理论及实验分析表明方法能提高自适应波束形成器的稳健性及输出信噪比.
2019 Vol. 47 (3): 584-590 [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [PDF 4396KB] ( 291 )
591 周强, 姚富强, 魏志虎, 朱蕾, 陈剑斌
一种特定谐波消除多电平RF-PWM方法
为消除射频脉宽调制(Radio Frequency Pulse Width Modulation,RF-PWM)的特定谐波,本文提出了一种适用于全数字发信机(All-Digital Transmitters,ADTx)的多电平RF-PWM方法.该方法利用多个自适应门限与相位调制信号实时比较,控制多个子脉冲的脉冲宽度,在基波分量加权之和正比于输入信号包络的前提下,使其特定谐波分量相互抵消.和现有技术相比,该方法可显著降低ADTx的输出滤波要求,提高其宽频段性能.以3次谐波消除为例,本文给出了对应5电平RF-PWM方案,并利用仿真和离线实验证明了该方案的有效性.
2019 Vol. 47 (3): 591-599 [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [PDF 10124KB] ( 292 )
600 郝晓静, 李清亮, 郭立新, 郭相明
基于气象卫星数据的我国沿海悬空波导反演方法初步研究
悬空波导的测量方法有直接测量和间接测量两种.传统的直接测量手段只能得到单点的波导信息.间接测量也存在一定的局限性,不能获取高时空分辨率的波导多维空间信息.而静止气象卫星由于其高时空分辨率观测的特点,能对我国沿海海域大气环境进行时空四维监测.文中借鉴国外一种基于气象卫星数据反演悬空波导的方法,利用我国静止气象卫星FY-2G的云分类和云顶温度数据、地面观测数据及探空数据,分析该方法中各影响因素的敏感性,初步检验了该方法在我国沿海的适用性.提出建立本地海域悬空波导反演方法的几个关键问题:①选用高精度云顶温度反演数据;②选择合适规定层(850hPa或700hPa);③根据本地数据得到一些参量的经验值;④建立本地参数化方案.下一步将寻找更多我国不同沿海海域的事例进行验证,该方法有希望运用到我国沿海大气波导监测中,为我国沿海大气波导监测和反演提供一种新方法新技术.
2019 Vol. 47 (3): 600-605 [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 1490KB] ( 306 )
606 张恒巍, 黄世锐
Markov微分博弈模型及其在网络安全中的应用
当前基于博弈理论的网络安全研究成果难以应用于实时、连续、随机对抗的网络攻防过程.本文针对网络安全防御的实时性和网络状态变化的随机性,基于动态、实时对抗的视角分析攻防行为,在结合微分博弈模型和Markov决策方法的基础上进行扩展,构建Markov攻防微分博弈模型,分析具有多个阶段且每阶段持续时间较短的攻防过程;提出多阶段博弈均衡解计算方法,设计多阶段最优防御策略选取算法.仿真实验结果表明,模型和算法有效且可行.
2019 Vol. 47 (3): 606-612 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [PDF 1725KB] ( 303 )
613 胡志强, 李文静, 乔俊飞
基于自适应模拟退火的变频正弦混沌神经网络
针对变频正弦混沌神经网络寻优精度与收敛速度无法兼顾的问题,通过分析暂态混沌神经网络的优化机制和现有的退火策略,提出了一种基于自适应模拟退火策略的变频正弦混沌神经网络模型.该模型可以根据混沌神经元的Lyapunov指数来确定合适的自反馈连接权值.给出了混沌神经元的倒分岔图、Lyapunov指数及不同退火函数的时间演化图,证明了自适应模拟退火策略能够自主选择合适的退火速度,更有效的利用混沌全局搜索能力,并加快非混沌态的演化时间.为了证明该模型的有效性,将其应用于函数优化和组合优化问题中.仿真实验表明:(1)对于该模型退火速度的选择,自适应模拟退火策略比现有的几种退火方法更具有灵活性和适应性;(2)该模型在寻优精度和速度上比暂态混沌神经网络及其他改进模型具有更好的兼顾性.
2019 Vol. 47 (3): 613-622 [摘要] ( 81 ) [HTML 1KB] [PDF 1860KB] ( 302 )
623 李硕, 李天昀
短波信道下的跳频信号检测
针对复杂环境下跳频信号的检测问题,提出一种基于能量特征提取的检测算法.该算法可以准确判断信道内跳频信号的存在性.首先将接收数据投影到能量域内进行白化,抑制接收信号中存在的色噪声;然后通过能量分布特征提取信道内存在的时域连续信号,去除接收信号中存在的短时突发信号;最后利用信道化处理将接收信号分解到各个子信道,通过短时能量对消的方法来检测跳频信号的存在性.对该算法的统计特性,虚警概率和检测概率进行理论推导,并对检测流程进行了实验仿真,验证了算法有效性.
2019 Vol. 47 (3): 623-629 [摘要] ( 64 ) [HTML 1KB] [PDF 808KB] ( 352 )
630 郭曦, 王盼
基于依赖条件重构的程序符号值分析方法
符号执行在路径分析、调试和验证等软件分析过程中发挥着重要的作用.但是随着程序规模的增大,有效的执行路径数量程指数级增长,符号执行技术往往难以有较好的分析效果.符号执行分析中的两个瓶颈问题是路径条件表达式的提取和约束求解.状态合并是目前解决状态爆炸的常用分析方法,但是这种抽象的分析方法往往会导致错误的路径信息.依据符号执行引擎采用的搜索策略,符号执行工具在符号变量状态合并中可能会产生不可解的路径条件.提出基于依赖条件重构的程序符号值分析方法,通过综合分析各路径的路径条件逻辑表达式,提取共享的变量符号值从而提高变量状态合并的效率,同时采用逆向关联分析方法产生依赖条件集合从而提高路径分析的精度.实验结果表明该方法相对于传统的状态合并分析方法有更高的执行效率及分析精度.
2019 Vol. 47 (3): 630-635 [摘要] ( 61 ) [HTML 1KB] [PDF 2268KB] ( 281 )
636 甘俊英, 翟懿奎, 黄聿, 曾军英, 姜开永
基于双激活层深度卷积特征的人脸美丽预测研究
目前,人脸美丽预测存在数据规模小、分类难度大、深度特征研究不足等问题.为此,本文提出基于双激活层深度卷积特征的人脸美丽预测研究的解决方案.首先,采用数据增强和人脸对齐方法来增加训练集的样本数量和提高数据库的数据质量.其次,提出一种双激活层改进CNN模型,使其更适合人脸美丽预测应用.实验结果表明,本文所提方法在分类和回归预测方面均大幅度优于传统人脸美丽预测方法;同时,在主流的CNN模型中取得了较好的实时性和准确性,基于2000测试集的分类准确率达到61.1%,回归相关度达到0.8546.因此,双激活层在深层人脸美丽特征学习中发挥了重要作用,可广泛应用于人脸图像识别与处理.
2019 Vol. 47 (3): 636-642 [摘要] ( 103 ) [HTML 1KB] [PDF 2329KB] ( 364 )
643 彭宇飞, 秦臻, 陈弹蛋, 刘平, 李天涛, 向军, 赵伟, 陈欣, 杨洁, 黄刚, 李建北, 龙继东, 石金水
热阴极逸出功非均匀性对本征发射度的影响
热阴极广泛应用真空电子器件、加速器、自由电子激光等各类束流装置,热阴极表面状态非均匀性对束流本征发射度有着显著的影响.本文推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度理论形式,并分析了逸出功非均匀性及其统计效应对本征发射度的影响.针对逸出功径向和一维余弦分布模型,计算了均方根发射度与逸出功非均匀性关系的理论数值解;基于有限差分法粒子仿真技术,开发了专用于阴极仿真的程序YY-PICMC,并验证了理论形式的正确性;针对逸出功二维余弦分布模型进行了理论和仿真分析,结果表明逸出功分布空间频数对均方根发射度涨落有显著影响,当空间频数趋于无限大时,发射度增长系数趋于1,即逸出功均匀阴极的情形;最后,分析了最接近真实阴极表面状态的二维逸出功随机分布模型,仿真结果表明随着空间频数增加,发射度增长系数统计方差逐渐减小,符合余弦模型结果的预期.本文建立的理论形式和仿真方法可以用于评估各类阴极表面逸出功空间非均匀性特征对束流本征发射度的影响程度.
2019 Vol. 47 (3): 643-648 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [PDF 1799KB] ( 314 )
649 李军华, 黎明, 陈昊, 伍家驹
正态随机噪声环境下遗传算法的动态适应度评价
在大量实际应用问题进化优化的适应度评价都受到了噪声的干扰.本文研究了正态随机噪声对适应度评价的影响机理,对比分析了正态随机噪声环境下不同适应度评价方法的性能.本文提出了一种多次评价一次采样的动态适应度评价方法,该方法在种群更新过程中,重新评价上一代种群,可以降低伪优个体(劣个体)的生存周期,抑制随机噪声对优胜劣汰机制的影响.实验结果也表明总采样次数相同的情况下,新方法的性能优于一次评价一次采样和一次评价多次采样方法.
2019 Vol. 47 (3): 649-656 [摘要] ( 58 ) [HTML 1KB] [PDF 971KB] ( 318 )
657 王永, 赵毅, Jerry Gao, 陈燕
基于分段Logistic映射的二维耦合映像格子模型的密码学相关特性分析
将分段Logistic映射作为局部混沌映射,引入到二维耦合映像格子模型中,构造了一种具有复杂动力学特性的混沌模型.从密码学应用出发,深入分析了该模型中参数设置对Lyapunov指数、分岔、遍历区间和概率密度分布等特性的影响.分析的结果为将该模型应用于保密通信的参数设置提供了理论依据.在此基础上,通过引入状态值偏移量,解决了该模型状态值概率密度分布不均的问题,研究结果表明本文模型具有良好的性能,为将其应用于混沌保密通信方案设计提供了基础与条件.
2019 Vol. 47 (3): 657-663 [摘要] ( 157 ) [HTML 1KB] [PDF 13964KB] ( 311 )
664 李琪, 钟将, 李雪, 李青
基于新型非易失存储器的混合内存架构的内存管理机制
随着互联网和云计算技术的迅猛发展,现有动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)已无法满足一些实时系统对性能、能耗的需求.新型非易失存储器(Non-Volatile Memory,NVM)的出现为计算机存储体系的发展带来了新的契机.本文针对NVM和DRAM混合内存系统架构,提出一种高效的混合内存页面管理机制.该机制针对内存介质写特性的不同,将具有不同访问特征的数据页保存在合适的内存空间中,以减少系统的迁移操作次数,从而提升系统性能.同时该机制使用一种两路链表使得NVM介质的写操作分布更加均匀,以提升使用寿命.最后,本文在Linux内核中对所提机制进行仿真实验.并与现有内存管理机制进行对比,实验结果证明了所提方法的有效性.
2019 Vol. 47 (3): 664-670 [摘要] ( 58 ) [HTML 1KB] [PDF 1450KB] ( 325 )
671 于家傲, 彭世蕤, 李有权, 刘立国
基于特征基函数的柱面共形吸波超材料的优化设计
针对吸波超材料与柱面载体共形时其吸波性能变差的问题,提出了一种非均匀单元方案及其优化设计方法.在柱面共形设计中,根据吸波超材料在无曲率变化方向上的周期性建立周期边界条件.基于特征基函数法的子块划分个数通过周期边界条件进行压缩,降低了矩阵方程求解维度,提高了优化设计速度.通过遗传算法优化,得到一组非均匀单元设计参数,并进行加工和实测.仿真和实测结果表明,所设计的非均匀单元方案改善了柱面共形对吸波超材吸波性能的影响,在2.8~8.0GHz频段内实现了良好的雷达散射截面积减缩特性.
2019 Vol. 47 (3): 671-677 [摘要] ( 148 ) [HTML 1KB] [PDF 4281KB] ( 293 )
678 戴声奎, 钟峥, 黄正暐
基于最大熵模型的双直方图均衡算法
为改进亮度保持双直方图均衡算法的不足,提出基于最大熵模型的动态范围优化方法,扩展了双直方图均衡算法的应用范围,使之不仅适用于正常亮度图像,对低照度及高亮图像也能取得较好的效果.算法首先选用大津法确定直方图数据分割点;然后对初始直方图进行预处理;根据所提出的最大熵模型确定最佳的动态范围分割点;最后进行双直方图均衡得到增强图像.本文选取多个图像数据库进行测试,并与BBHE(Brightness preserving Bi-Histogram Equalization)、BPCLBHE(Brightness Preserving and Contrast Limited Bi-Histogram Equalization)、ESIHE(Exposure based Sub Image Histogram Equalization)和DRSHE(Dynamic Range Separate Histogram Equalization)进行比较,同时将信息熵、对比度和NIQE(Natural Image Quality Evaluator)作为客观评价指标.实验结果证明,本文算法对各类图像均具有较好的主观视觉效果和客观评价指标,在保留细节的同时兼顾了对比度的增强.
2019 Vol. 47 (3): 678-685 [摘要] ( 261 ) [HTML 1KB] [PDF 2736KB] ( 432 )
686 马向亮, 王宏, 李冰, 方进社, 严妍, 白学文, 王安
基于能量分析技术的芯片后门指令分析方法
芯片后门指令是激活硬件木马的典型方式之一,其安全风险高,影响范围广,且难于检测.本文提出了一种基于能量分析的后门指令检测方法,通过对指令分段穷举、并分别采集其能量信息,可有效区分常规指令和后门指令.实验表明,通过简单能量分析即可从能量迹中直接判定出后门指令.进一步,本文提出了一种自动化识别后门指令的相关能量分析方法,通过判断其相关系数与系数均值之间的关系,可高效、自动地完成后门指令分析.
2019 Vol. 47 (3): 686-691 [摘要] ( 285 ) [HTML 1KB] [PDF 1685KB] ( 384 )
692 季鼎承, 蒋亦樟, 王士同
基于域与样例平衡的多源迁移学习方法
针对如何有效使用多源域的决策知识去预测目标域样例标签的问题,提出一种平衡域与样例信息的多源迁移学习算法.为实现上述目的,本文提出了一种基于域与样例平衡的多源迁移学习方法(Multi-source Transfer Learning by Balancing both Domains and Instances,MTL-BDI).该方法的基本思想是将域层面和样例层面的双加权平衡项嵌入到迁移学习的原始目标函数中,然后利用交替优化技术对提出的目标函数进行有效求解.在文本和图像数据集上的大量实验表明,该方法在分类精度方面确实优于现有的多源迁移学习方法MCC-SVM(Multiple Convex Combination of SVM)、A-SVM(Adaptive SVM)、Multi-KMM(Multiple Kernel Mean Matching)和DAM(Domain Adaptation Machine).
2019 Vol. 47 (3): 692-699 [摘要] ( 372 ) [HTML 1KB] [PDF 1080KB] ( 399 )
700 郑威迪, 李志刚, 贾涵中, 高闯
基于改进型鲸鱼优化算法和最小二乘支持向量机的炼钢终点预测模型研究
终点碳含量是决定钢质量的关键因素,是转炉炼钢过程中需要控制的核心变量之一.本文建立了一种基于莱维飞行的鲸鱼优化算法(Levy Whale Optimization Algorithm,LWOA)和最小二乘向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)的钢水终点碳含量综合预测模型.通过莱维飞行代替了传统鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)参数的随机选择,优化了鲸鱼算法中跳出局部最优的能力;借助改变鲸鱼算法的系数向量收敛方式明显提高了鲸鱼优化算法的泛化能力、预测精度和收敛速度.数据仿真结果表明,所提出的LWOA-LSSVM预测模型,不仅能够克服局部寻优获取全局最优解,而且具有快速的收敛速度和更高的预测精度,得出预测结果的均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差与遗传算法BP神经网络、遗传算法最小二乘支持向量机和传统鲸鱼算法最小二乘支持向量机相比均有着明显提高.同时,通过调整目标命中率和训练输入样本量验证了预测模型具有更好的鲁棒性.
2019 Vol. 47 (3): 700-706 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [PDF 2584KB] ( 543 )
707 葛利跃, 张聪炫, 陈震, 黎明, 陈昊
相互结构引导滤波TV-L1变分光流估计
由于光流场既包含物体的运动信息,又包含场景的三维结构信息,因此光流计算技术是计算机视觉和机器视觉领域研究的重要任务之一.针对现有光流计算方法在图像边缘保护方面存在过度平滑问题,提出一种基于相互结构引导滤波的TV-L1(Total Variational with L1 norm,TV-L1)变分光流估计方法.通过提取置信度较高的图像相互结构区域,构造基于相互结构引导滤波的全局目标函数,并采用金字塔分层细化与交替迭代方案结合的策略进行优化,该方法可以较好的保护图像边缘信息.最后采用标准测试图像集对本文方法与现有代表性变分方法LDOF(Large Displacement Optical Flow,LDOF),CLG-TV(Combined Local-Global Total Variation,CLG-TV),Classic++,NNF(Nearest Neighbor Fields,NNF)以及深度学习方法FlowNet2.0进行对比,实验结果表明本文方法具有较高的光流估计精度与鲁棒性,尤其对图像边缘保护具有显著的效果,并且在运动目标检测,机器人避障等方面具有一定应用前景.
2019 Vol. 47 (3): 707-713 [摘要] ( 366 ) [HTML 1KB] [PDF 1780KB] ( 394 )
714 管玥, 施敏加, 张欣, 伍文婷
有限域上两类新的2-重量码的构造
有限域上二重量码的构造是图论、编码与密码中的重要研究课题.本文得到了有限域上两类新的2-重量码并且它们都是最优的,达到了Griesmer界.这些码由有限域的扩域上迹码的p元像定义,有阿贝尔码的代数结构,利用特征和和高斯和来计算了它们的重量分布.我们也计算了这些像码的对偶码的极小距离.最后对扩域上迹码的像在秘钥共享方案中的应用进行了刻画.
2019 Vol. 47 (3): 714-718 [摘要] ( 178 ) [HTML 1KB] [PDF 543KB] ( 358 )
719 程玉胜, 赵大卫, 王一宾, 裴根生
非平衡化标签补全核极限学习机多标签学习
目前众多的研究者通常直接将标签置信度矩阵作为先验知识直接加入到分类模型中,并没有考虑未标注先验知识对标签集质量的影响.基于此,引入非平衡参数的方法,将先验知识获得的基础置信度矩阵进行非平衡化,从而提出一种非平衡化的标签补全的核极限学习机多标签学习算法(KELM-NeLC):首先使用信息熵计算标签之间的相关关系得到标签置信度矩阵,然后利用非平衡参数方法对基础的标签置信度矩阵进行改进,构建出一个非平衡的标签补全矩阵,最后为了学习获得更加准确的标签置信度矩阵,将非平衡化的标签补全矩阵与核极限学习机进行联合学习,依此解决多标签分类问题.提出的算法在公开的多个基准多标签数据集中的实验结果表明,KELM-NeLC算法较其他对比的多标签学习算法有一定优势,使用统计假设检验进一步说明所提出算法的有效性.
2019 Vol. 47 (3): 719-725 [摘要] ( 383 ) [HTML 1KB] [PDF 986KB] ( 448 )
726 周郁明, 刘航志, 杨婷婷, 陈兆权
SiC JFET与SiC MOSFET失效模型及其短路特性对比
建立了两种碳化硅(SiC)器件JFET和MOSFET的失效模型.失效模型是在传统的电路模型的基础上引入了额外附加的泄漏电流,其中,SiC JFET是在漏源极引入了泄漏电流,SiC MOSFET是在漏源极和栅极引入了泄漏电流;同时,为了体现温度和电场强度与失效的关系,用与温度和电场强度相关的沟道载流子迁移率代替了传统电路模型所采用的常数迁移率.有关文献的实验结果和半导体器件的计算机模拟(Technology Computer Aided Design,TCAD)验证了两种SiC器件失效模型的准确性.所建立的失效模型能够对比SiC JFET和SiC MOSFET的短路特性.
2019 Vol. 47 (3): 726-733 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [PDF 5607KB] ( 331 )
734 王建培, 黄春跃, 梁颖, 邵良滨
基于回归分析和遗传算法的BGA焊点功率载荷热应力分析与优化
建立了球栅阵列BGA(Ball Grid Array)焊点有限元分析模型,选取焊点高度、焊点最大径向尺寸、上焊盘直径和下焊盘直径作为设计变量,以焊点应力作为目标值,采用响应曲面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并建模进行仿真计算,建立了焊点应力与结构参数的回归方程,基于回归方程结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化,获得了焊点应力最小的结构参数最优水平组合.结果表明:对于无铅焊料SAC387,焊点应力随焊点的高度增加而减小,随最大径向尺寸的减小而减小;应力最小的焊点水平组合为:焊点高度0.38mm、最大径向尺寸0.42mm、上焊盘直径0.34mm和下焊盘直径0.35mm;对最优水平组合仿真验证表明优化后焊点最大应力下降了4.66MPa,实现了BGA焊点的结构优化.
2019 Vol. 47 (3): 734-740 [摘要] ( 79 ) [HTML 1KB] [PDF 1483KB] ( 282 )
741 王卫杰, 陈晓洁, 周海京
基于区域分解的大规模并行有限元快速算法
区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一.基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想,我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法,并采用自主研发的高性能计算并行框架,将基于区域分解的大规模并行有限元快速算法进行了实现,并行规模能够扩展到数万CPU 核.我们在文中将展示程序的核心架构,以及如何采用多重网格算法的思想实现有效的粗网格校正技术,从而实现有限元线性系统的多次快速求解,加速自适应求解和离散扫频.最后,对算法进行了准确性验证以及大规模并行测试.
2019 Vol. 47 (3): 741-747 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [PDF 5269KB] ( 162 )
综述评论
748 段克清, 袁华东, 许红, 谢文冲, 王永良
稀疏恢复空时自适应处理技术研究综述
相较于传统空时自适应处理(STAP)技术,稀疏恢复(SR)STAP技术在小样本条件下杂波抑制性能显著提升,因此适用于现实非均匀杂波环境.本文首先阐述了SR STAP基本原理,分析了机载雷达杂波空时稀疏特性;然后总结了SR STAP发展历史与现状,并在此基础上针对其相关科学问题进行了探讨,包括:空时谱估计还是杂波抑制、单观测样本还是多观测样本、白化还是置零、重构算法参数依赖还是不依赖、非平稳杂波下是否适用及干扰条件下是否可行;最后给出了当前SR STAP技术走向实用化过程中所面临的关键问题,即网格失配和空域误差影响,并分别讨论了无网格压缩感知和字典自校正的解决途径.
2019 Vol. 47 (3): 748-756 [摘要] ( 401 ) [HTML 1KB] [PDF 577KB] ( 409 )
科研通信
757 刘项洋, 许勇, 郑孝遥, 陈付龙
矢量基二维DCT修剪在DSP上的内存存取减少方法
本文针对矢量基二维DCT修剪提出内存存取减少方法.该方法旨在减少计算中因权重因子和信号输入而导致的内存存取.它首先利用权重因子的属性将计算流程图内每相邻两阶段内的蝴蝶运算单元进行融合,然后再以较少的权重因子来计算.本文采用通用DSP处理器来验证该方法对矢量基二维DCT修剪算法的有效性.并且实验结果显示该方法相比于常规方法可以大幅度减少运算所需的时钟周期数、降低对运算中对内存的存取量、以及占用更少的内存.
2019 Vol. 47 (3): 757-763 [摘要] ( 70 ) [HTML 1KB] [PDF 1209KB] ( 264 )
764 王强, 岳远韶, 王天施, 刘晓琴
辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器
为了改善逆变器的性能,提出了一种辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器.逆变器采用受限单极式正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)方法,在每个开关周期,只需要控制1个主开关和1个辅助开关的切换,辅助开关可以采用固定占空比控制,而且不需要设定谐振电流阈值来控制辅助开关.在每个开关周期的换流过程中,需要切换的主开关所并联的谐振电容的电压能变化到零,主开关能实现零电压软开通.辅助电路中无器件直接串联在直流母线上,可有效降低辅助电路通态损耗.分析了电路工作原理,实验结果表明主开关和辅助开关都实现了软切换.因此该拓扑能有效降低开关损耗和提高逆变器效率.
2019 Vol. 47 (3): 764-768 [摘要] ( 72 ) [HTML 1KB] [PDF 1094KB] ( 323 )
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769
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2019 Vol. 47 (3): 769-770 [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [PDF 601KB] ( 321 )
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