电子学报

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田春生, 钱志鸿, 阎双叶, 付钰

电子学报. 2019, 47(4): 769-774. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.001

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针对D2D （Device-to-Device，D2D）通信过程中的资源分配问题，提出一种联合链路共享和功率分配算法.在保证系统内蜂窝用户服务质量（Quality of Service，QoS）需求的前提下，利用系统的信道状态信息，为D2D用户生成一个由蜂窝用户组成的通信链路的候选集合；在通信链路候选集合内使用凸优化方法得到D2D用户最优功率分配策略；最后利用（Kuhn-Munkres，KM）算法求解最大加权二部图匹配（Maximum Weight Bipartite Matching，MWBM）问题，为D2D用户选择最优的蜂窝用户进行资源共享.仿真结果表明该算法能有效的提升通信网络的吞吐量，可以为D2D用户选择最优的资源分配策略.

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互补色小波域图像质量盲评价方法

陈扬, 李旦, 张建秋

电子学报. 2019, 47(4): 775-783. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.002

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图像色彩空间的RGB通道具有密切的关系，图像质量的改变会改变这样的关系.然而传统图像质量评价方法大多基于灰度图像统计特性，忽略了颜色通道间关系信息.为充分利用颜色信息，本文基于新近提出的互补色小波变换提出一种图像质量盲评价方法.文章建立了图像互补色域自然场景统计、多尺度和方向性能量分布等模型.分析表明：这些模型不仅涵盖了传统灰度方法所能描述的信息，而且还能借助于互补色来有效表示彩色图像各通道之间的信息联系，提供表征图像质量的一组高效特征.基于这些特征，我们提出的图像质量盲评价的方法能有效提取图像的失真统计特征，能给出与人眼主观评价图像质量结果保持高度一致、优于现有文献报道盲方法、且可与非盲（全参考）方法相比拟的评价结果.

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基于加权Schatten p范数最小化的磁共振图像重构方法研究

蒋明峰, 陆亮, 吴龙, 徐文龙, 汪亚明

电子学报. 2019, 47(4): 784-790. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.003

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本文提出了一种基于加权Schatten p范数最小化（Weighted Schatten p-Norm Minimization，WSNM）的磁共振图像重构算法，该方法利用磁共振图像的非局部自相似性，并结合Schatten p范数和不同秩元素重要性的加权因子，实现磁共振图像重构过程的低秩约束.此外，采用交替方向乘子算法（Alternating Direction Method of Multipliers，ADMM）来求解基于WSNM磁共振图像重构的非凸最小化问题.实验结果表明，相比于最近的磁共振重构算法，基于WSNM的磁共振图像重构方法具有更好的重建效果，可获得更高的峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio，PSNR）和更好的结构相似性（Structural Similarity，SSIM）.

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利用生成噪声提高语音增强方法的泛化能力

袁文浩, 娄迎曦, 梁春燕, 夏斌

电子学报. 2019, 47(4): 791-797. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.004

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如何提高对未知噪声类型的泛化能力是有监督语音增强方法中亟待解决的重要问题，通过对大量不同类型噪声进行建模，深度神经网络成为了解决该问题的有效手段.为了进一步提高基于深度神经网络的语音增强方法的泛化能力，本文基于生成式对抗网络（Generative Adversarial Networks，GAN）设计了能够由真实噪声数据生成新的噪声类型的NoiseGAN；通过在训练集中增加生成噪声类型，提高训练集噪声类型的多样性，从而达到提高语音增强模型泛化能力的目的.不同结构的网络下的语音增强实验结果表明，本文提出的NoiseGAN能够生成新的噪声类型，具备提高训练集噪声类型多样性的能力，有效提高了语音增强模型在未知噪声类型下的泛化能力.

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窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

姚山峰, 欧阳鑫信, 贺青

电子学报. 2019, 47(4): 798-805. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.005

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针对跳频信号的高精度时差估计问题，分析了跳频信号相关函数的模糊特性，提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰，将导致时差估计出现周期模糊，提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间，在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值，进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明，两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法，均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求，提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优，但运算量更大.

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基于分圆类的完备高斯整数序列构造

刘凯, 马国斌, 陈盼盼

电子学报. 2019, 47(4): 806-811. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.006

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完备高斯整数序列（PGIS）应用于扩频通信系统不仅能抑制干扰，而且可以获得高的传速率和频谱利用率，因此本文基于分圆类提出一类与现有PGIS参数不同的奇长度PGIS的构造方法，PGIS的电平数（degree）为2和3，并且利用系数序列和交织方法将奇数长PGIS扩展为偶数长PGIS.在一定条件下，基于分圆类的构造方法，可以获得大量高能量效率PGIS，最大能量效率接近1，这对工程应用具有重要的实际意义，本文的构造结果可为宽带扩频通信系统提供更多的地址选择空间.

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基于PUF的低开销物联网安全通信方案

李森森, 黄一才, 郁滨, 鲍博武

电子学报. 2019, 47(4): 812-817. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.007

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将物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function，PUF）与椭圆曲线上的无证书公钥密码体制相结合，提出一种面向物联网的安全通信方案，在节点设备不存储任何秘密参数的情况下，实现设备间消息的安全传递.方案无需使用高计算复杂度的双线性对运算，并提供了消息认证机制.安全性分析表明，该方案不仅能够抵抗窃听、篡改、重放等传统攻击，而且可以有效防范节点设备可能遭到的复制攻击.对比结果显示，相较于同类方案，该方案明显降低了设备的资源开销.

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中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案

王练, 任治豪, 何利, 张勋杨, 张贺, 张昭

电子学报. 2019, 47(4): 818-825. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.008

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无线广播网络传输过程中，目的节点反馈信息丢失或部分丢失导致发送节点不能了解目的节点的真实接收状态.为提高不完美反馈下无线网络的重传效率，本文提出中继协作无线网络中不完美反馈下基于网络编码的重传方案.本方案基于部分可观察马尔科夫决策过程对不完美反馈下的重传过程进行建模.发送节点根据系统观测状态和最大置信度更新系统估计状态，根据数据包发送顺序，优先选择最早丢失且能够恢复最多丢包的编码包重传.目的节点缓存不可解编码包以提升编解码机会.重传过程中源节点关注目的节点请求包需求，相同情况优先选择传输可靠性较高的中继节点，以提升传输有效性.仿真结果表明，在不完美反馈下相对于传统方案，本方案可有效提高重传效率.

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通信电台带外双频干扰预测模型与试验

王雅平, 魏光辉, 潘晓东, 万浩江, 李伟, 尚在飞

电子学报. 2019, 47(4): 826-831. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.009

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当电台处于外界复杂电磁环境中，会有多种频率的干扰信号同时作用，如果信号强度足够，即便落于带外也有可能造成电台阻塞，使其接收不到有用信号而失去作战效能.带外信号造成接收机阻塞所需的能量高，利用矢量法将有用信号和干扰信号进行矢量叠加，通过推导得到相应的干扰预测模型.利用两套独立的干扰发射系统进行双频干扰试验，试验前要对试验系统进行调整，之后再分别以误码率0.1和受试电台接收不到链路测试作为临界干扰判别标准进行两次试验，试验结果表明以上模型能够预测受试设备是否达到临界干扰状态，预测误差在2dB以内，同时以上两种临界干扰标准均适用.

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一种基于局部排序的约束稀疏编码的图像分类方法

曹晔

电子学报. 2019, 47(4): 832-836. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.010

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图像分类作为计算机视觉分析领域一个重要的研究方向，其分类性能很大程度上取决于图像的特征表示.为了能够更好地进行图像分类，本文提出了一种基于局部约束稀疏编码的神经气算法（Neural Gas based Locality-constrained Sparse Coding，NGLSC）用来实现图像分类.引入局部排序适配器作为距离正则化约束项已经应用在神经气（Neural Gas，NG）的算法矢量量化中，旨在通过软竞争学习算法来弥补K均值聚类（K-means）算法的不足.在稀疏编码阶段此算法可求解得到封闭解.此外，字典更新一般由目标函数的误差项来决定，已有一些经典的算法采用这种方式更新字典.本文使用ORL数据库和COIL20数据库将所提出算法和现有算法局部约束线性编码（Locality-constrained Linear Coding，LLC），脸元数据学习方法（Metaface Learning，MFL）进行比较.实验结果证明本文所提出的算法在图像分类上准确率可达95%以上.可以看出，本文为计算机视觉图像分类工作提供了一种有价值的解决思路.

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机会网络中自私行为影响的分析与调节

马学彬, 郑田玉, 李明珠

电子学报. 2019, 47(4): 837-847. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.011

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以往针对机会网络中节点自私性影响评估的研究，建立了多种分析模型，然而并未考虑如何应用这些理论模型.本文分别在网络无TTL限制和有TTL限制两种情况下，利用评估模型对自私节点的影响进行分析，并提出一种基于消息分类的自私模型，评估了自私节点对延迟和消息投递率的影响.分析表明，机会网络受自私节点的影响不仅与自私节点的数目有关，而且与节点的移动速度，消息传输范围有关.因此，可以通过调节这些参数提高网络的性能，减少自私节点的影响.首先，通过理论推导分别得出了2-hop路由和传染病路由在延迟保证下的合作节点数目和消息传输范围以及传染病路由在消息投递率保证下消息的TTL.随后，通过ONE仿真平台对自私节点影响的评估，证明自私行为影响下网络性能的理论值与实验值近似，并且证明了通过理论分析获得的参数值也与实验值近似.

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基于子空间技术中奇异向量分析的穿墙雷达杂波抑制方法

郑晨, 席晓莉, 宋忠国, 王梦蕾

电子学报. 2019, 47(4): 848-854. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.012

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穿墙雷达成像中，墙体反射杂波干扰严重，严重影响目标成像效果.子空间技术对回波信号矩阵进行奇异值分解后去除墙体子空间，可以有效的抑制墙体杂波干扰，在穿墙雷达成像中具有广泛的应用.该文针对子空间技术中墙体与目标子空间的划分这一难题，提出一种基于奇异向量平稳度分类的墙体子空间提取技术.该方法利用墙体回波信号的相关特征，根据奇异值分解后各个左奇异向量的平稳程度来精确划分墙体与目标子空间.实验结果表明，与现有技术相比，该方法对墙体子空间的确定更加精准有效，提高了穿墙雷达墙体杂波干扰抑制能力，改善了墙后目标的成像质量.

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基于增殖系数的混沌信号提取算法

黄锦旺, 吕善翔, 李广明, 袁华强

电子学报. 2019, 47(4): 855-861. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.013

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本文提出一种基于混沌信号特性的信号盲提取算法，由于不同的混沌信号在相空间里面对应着不同的吸引子二阶增长率，利用这个特点定义了增殖系数（Proliferation Exponent，PE）并将其作为混沌信号提取的目标函数.首先分析基于增殖系数的梯度搜索方法在解决盲提取问题时存在不足，并将混沌信号的盲提取问题转化为带约束的优化问题，提出利用改进的粒子群优化算法解决信号盲提取的优化问题，通过惯性系数动态调整和最优位置的扰动，提高算法的寻优性能.实验结果表明基于增殖系数的信号提取算法能有效地提取混沌信号，提取的信号在时域和相空间与源信号接近，同时算法也表现出对噪声污染的鲁棒性.

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基于重同步的高容量鲁棒图像水印算法

章无用, 陈建华, 胡耀垓

电子学报. 2019, 47(4): 862-870. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.014

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如何有效地抵抗组合几何攻击，并且提高水印的嵌入容量，一直是数字水印领域一个具有挑战性的课题.针对此种状况，本文提出了一种抗组合几何攻击，且嵌入容量较大的水印算法.首先利用SURF算法从受攻击的图像提取特征点，并与原图像中的少量鲁棒性较强的特征点匹配，根据特征点对间的坐标关系准确估计出仿射矩阵；然后根据仿射矩阵对失真的图像进行几何校正，恢复水印的重同步.由于几何攻击与还原过程中的像素插值仍会导致变换域水印的位置发生细微的误差，本文在空间域嵌入一层定位水印以便精准地同步；最后，考虑到LT码具有良好的纠删性能，因而先将变换域水印信息进行LT码编码，以尽量提高算法的抗剪切性能.实验结果表明，该算法不仅实现了较高容量的嵌入，而且对于剪切、组合几何攻击具有较好的鲁棒性.

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基于无监督栈式降噪自编码网络的显著性检测算法

李庆武, 马云鹏, 周亚琴, 邢俊

电子学报. 2019, 47(4): 871-879. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.015

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针对现有的显著性检测算法检测目标类型单一、通用性差的问题，提出一种基于无监督栈式降噪自编码网络的显著性检测算法.该算法利用无监督栈式降噪自编码网络（Stacked Denoising Auto Encoder，SDAE）在多个尺度对原始图像进行稀疏重构，将原始图像与SDAE网络重构图像之间的差作为显著图，二值化后的显著图作为显著性目标检测结果.在SDAE网络训练过程中，将原始图像作为原始数据，网络重构的图像作为观察数据.为了提升网络训练效率，首先利用无监督逐层贪婪方法训练同结构的深度信念网络（Deep Belief Network，DBN），将训练得到的DBN网络参数设为SDAE网络的初始参数，再计算原始数据与观察数据之间的互信息作为网络收敛代价，利用反向传播进行网络参数微调.实验表明，该网络模型可以完成多类型目标的显著性检测，具有通用性好，准确度高等优点.

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基于面积等效原理的数字射频调制策略

陈剑斌, 张江, 周强

电子学报. 2019, 47(4): 880-885. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.016

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为了驱动后级开关功放，全数字发信机需要利用数字射频调制器将输入信号转换为相应的脉冲序列信号.针对现有脉宽调制（PWM）和Delta-Sigma调制（DSM）策略在调制性能及系统实现方面存在的不足，本文利用面积等效原理提出一种新的数字射频调制策略.理论分析和仿真结果表明，本文策略相比PWM和DSM，不仅简化了硬件实现难度，而且能够获得更优的带内SNR和编码效率性能.

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基于个人意愿的社会网络团体结构与信息检测方案

汪林玉, 谷科, 余飞, 尹波, 廖年冬

电子学报. 2019, 47(4): 886-895. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.017

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个人意愿对于形成网络社团和传播信息有着重要的影响力，因此本文提出一种基于个人意愿的社团结构与信息检测方案.该方案中的社团检测算法初次检测以融入节点属性的模块度，再次检测以兴趣度并能发现重叠社团，最后精细检测以个人意愿，本文社团检测算法（ε_CSDA）较之前的算法更有效的是可以发现重叠社团；同时，该方案建立的信息传播模型在指数模型基础上构建边特征向量（边属性）、节点特征向量（节点属性）和意愿向量（用户意愿、社团意愿和节点意愿），并以传播概率和传播延迟构建模型基本关系，从而使得该模型实现了基于个人意愿的信息传播.实验结果表明，加入个人意愿的社团检测和信息传播方案，能够保证社团检测的有效性和实用性，能够实现用户间信息传播的主动性和可靠性.

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K分布下极化SAR图像CFAR检测新方法

张嘉峰, 张鹏, 王明春, 刘涛

电子学报. 2019, 47(4): 896-906. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.018

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在极化合成孔径雷达（PolSAR）图像杂波服从K分布下，已有的基于多视极化白化滤波器（MPWF）的恒虚警（CFAR）检测方法不适用于等效视数为非整数情形.针对此问题，提出了一种具有解析虚警概率表达式的CFAR检测方法.在乘积模型下引入Gamma分布纹理变量后，对MPWF检测量的概率密度函数（PDF）积分得到其累积分布函数（CDF），进而得到虚警概率关于检测门限的解析形式.仿真实验结果表明新方法良好的虚警拟合效果，此外在目标杂波比（TCR）较大时，新方法检测概率更高，反之，检测概率低于已有方法.需说明的是，目前K分布下多视极化匹配滤波（MPMF）检测方法的虚警概率表达式存在错误，因此对K分布下的MPMF检测方法进行了修正并推导出了正确的虚警表达式.

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基于非均匀子阵的双和/三差通道同时抑制主副瓣干扰

孙晨伟, 陶海红, 郭晓双, 宋嘉奇

电子学报. 2019, 47(4): 907-914. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.019

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针对相控阵单脉冲雷达体制测角的情况，本文提出了一种降维双和/三差通道自适应同时抑制主、副瓣干扰的算法.该算法利用权值逼近的方法，在非均匀子阵上形成静态和、俯仰差、方位差、双差波束以及指向副瓣干扰方向的和波束，差波束、指向副瓣干扰的和波束作为静态和波束的辅助波束，双差波束作为差波束的辅助波束，根据维纳滤波原理通过对辅助波束的优化加权对消掉和波束中的主副瓣干扰信号及差波束中的主瓣干扰信号，设计出一种新的干扰抑制和测角跟踪算法.所提算法结构简单、测角精度高、能同时抑制主副瓣干扰且鉴角斜率无需修正.仿真实验和性能分析证明了所提算法的有效性和正确性.

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图像场景分类技术综述

田艳玲, 张维桐, 张锲石, 路纲, 吴晓军

电子学报. 2019, 47(4): 915-926. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.020

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目前，基于计算机视觉分析的图像场景分类技术已被广泛研究并应用在众多学科领域中.本文从不同角度对近年来典型的场景分类技术进行了深入的探讨与比较.首先介绍了场景分类技术的背景、应用场景以及发展现状；然后基于特征提取、语义分析和机器学习的角度分别对国内外的相关研究进行系统的分析、比较及总结；最后对目前研究所面临的问题和未来技术的发展给出总结与展望.

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网络安全态势感知分析框架与实现方法比较

李艳, 王纯子, 黄光球, 赵旭, 张斌, 李盈超

电子学报. 2019, 47(4): 927-945. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.021

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信息技术已经深入到全社会政治、经济、文化的方方面面，信息革命改变了全世界的沟通方式，促使人类社会有了巨大的发展，也使网络安全问题受到了前所未有的关注.针对网络安全问题的研究主要经历了理想化设计保证安全、辅助检测被动防御、主动分析制定策略、全面感知预测趋势4个主要阶段，在各国都在争夺数字控制权的新战略制高点背景下，针对网络安全态势感知的探讨无论是在学术研究上还是在产业化实现上都呈现出了全新的特点.本文对网络安全态势感知进行了尽可能详尽的文献调研，首先介绍了国内外研究现状及网络安全态势感知与传统态势感知之间的区别与联系；然后从数据价值链角度提出了网络安全态势感知的逻辑分析框架，将整个过程分解为要素采集、模型表示、度量确立、求解分析和态势预测五个连续的处理阶段，随后对每个阶段的作用，主流的方法进行了阐述，并对在实验对象上的应用结果以及方法间的横向比较进行了说明.本文意图对网络安全态势感知提供全景知识，为网络安全的产业化方案提供辅助思想，希望能够对此领域的科研和工程人员起到参考作用.

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数据库水印模型及其算法综述

王春东, 杨蕾, 万福金, 刘哲理, 朱立坤

电子学报. 2019, 47(4): 946-954. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.022

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大数据时代迅速发展的同时，如何解决数据的版权保护、信息保存、叛逆溯源等安全问题，也变得越来越重要.数据库水印技术是最有效的防护技术，其面临的最大挑战是如何在不影响用户使用的前提下嵌入水印，且保证在不影响水印信息提取的前提下抵挡各种常见的水印攻击.本文首先描述了数据库水印的基本概念和工作原理；然后，介绍了常见的数据库水印技术，并进行了分类；进而，总结了针对数据库水印的攻击行为，分析了特定水印技术的抗攻击性；接着详细分析了基于失真与基于无失真的典型水印技术，并简要分析了数据库指纹的现有技术手段；最后，指出各种现有的技术研究的关键与不足，提出了下一步可研究的方向.

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基于局部方差中值滤波的极/超低频信道噪声抑制方法

赵鹏, 蒋宇中, 翟琦, 向冰, 王希晨

电子学报. 2019, 47(4): 955-961. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.023

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针对极/超低频信道噪声模型参数估计复杂度高而难以实施最优非线性处理的问题，根据噪声时域波形分析，本文提出了一种基于局部方差中值滤波的抑噪方法.该方法利用局部方差提取结构信息以强化噪声脉冲性，提高中值滤波抑噪性能；采用基于恒虚警率的奇异值检测方法实现含噪样点的盲判决，利用自适应中值滤波算法实现噪声的盲抑制.仿真和实测结果验证了该方法的有效性.相比最优非线性处理，该方法无需噪声参数估计，因而更具实用性.

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基于多分辨率Trace变换的纹理图像分类

黎明, 邢冬冬, 汪宇玲

电子学报. 2019, 47(4): 962-969. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.024

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针对Trace变换提取的图像特征缺乏对纹理边缘信息描述和计算代价高的问题，利用小波变换对图像轮廓的表征优势，提出了多分辨率Trace变换并应用于纹理图像分类.首先，将小波变换引入到Trace变换中，对纹理图像进行非下采样小波变换，得到不同频率的低频特征子图及高频边缘子图；其次，在各级子图上进行一组泛函的Trace变换，获取纹理图像的融合特征，在获得图像边缘信息的同时避免了Trace变换不同泛函组合计算代价过高的问题；最后，把融合特征送入支持向量机对图像进行分类.实验结果表明，对图像采用多分辨率Trace变换提取的融合特征具有更好的纹理描述能力，相对于传统Trace变换及MCM等对比方法具有更高的鉴别性能，且在时间效率上相对于传统Trace变换有大幅提升.

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基于枝节加载谐振器的新型三频带通滤波器设计

王旭光, 杨维明, 尤旭颖, 彭菊红, 曾张帆

电子学报. 2019, 47(4): 970-976. https://doi.org/10.3969/j.issn.0372-2112.2019.04.025

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提出了一种新型平面三频带通滤波器，该滤波器由一个加载短路枝节的阶梯阻抗谐振器，一对加载开路枝节的背靠背E型谐振器，以及包含源负载直接耦合的馈电结构组成.所采用的枝节加载谐振器的多模工作特性使滤波器的体积大大减小，同时每个通带的位置及其耦合特性都能够独立调谐.另外，通过源负载直接耦合引入通带两侧的传输零点，实现了滤波器良好的频率选择性.最后设计并加工了一款高选择性小型化三频带通滤波器，其三个通带的中心频率分别为2.0GHz，3.95GHz和6.35GHz，插入损耗均小于2.5dB，带内回波损耗均优于14dB，实验结果与仿真结果吻合良好.

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电子学报. 2019, 47(4): 977-978.

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2019年, 第47卷, 第4期　刊出日期：2019-04-25

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