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    1. 云存储中外包数据确定性删除研究综述
    任正伟, 李雪婷, 王丽娜, 童言, 徐士伟, 丁炜
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20220204
    预出版日期: 2022-07-27

    摘要33)      PDF下载 (1673KB)(64)    收藏

    云存储的外包特性使得数据的所有权与管理权/持有权分离,导致数据安全成为用户关注的焦点之一.作为云存储中数据安全的一个组成部分和数据生命周期的最后一个阶段,外包数据确定性删除研究的是如何证实留存于云服务提供商、数据使用者和网络中的数据是失效、不可恢复的,从而防止数据滥用和隐私泄漏等安全隐患.其主要研究思路是利用密码学相关理论和技术将数据删除问题转换为密钥的安全管控和删除问题,即在假定加密算法是安全的情况下,安全管控和删除密钥将使得外包的密文数据不能被解密和访问,从而实现数据在计算上的删除.本文首先介绍了外包数据确定性删除的研究背景及其主要研究思路,并阐述了作者对于该问题的思考,包括该问题的模型及其蕴含的关键科学问题;之后,本文分类梳理了国内外研究现状,分析了每类方法的特点和发展趋势;接着,本文又通过几个有着众多用户的应用案例展示了外包数据确定性删除所预想的部分功能;最后,本文探讨了该领域未来的研究方向.

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    2. 基于超像素图像分割的暗通道先验去雾改进算法
    金天虎, 陶砚蕴, 李佐勇
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211566
    预出版日期: 2022-07-26

    摘要26)   在线全文4)    PDF下载 (12057KB)(15)    收藏

    本文针对暗通道先验去雾算法在天空等明亮区域存在明显的噪声放大和色彩失真的问题,从大气散射模型和暗通道先验理论出发修正大气光值和非暗通道区域透射率,提出了基于超像素图像分割的暗通道先验去雾改进算法.本文算法基于大气散射模型和暗通道先验理论建立雾天成像模型;通过超像素阈值分割算法将图像分为暗通道区域和非暗通道区域,暗通道区域(Dark Channel Region,DCR)即图像中符合暗通道先验理论的部分,非暗通道区域(Non-Dark Channel Region,NDCR)即图像中不符合暗通道先验理论的部分;再分别通过非暗通道区域和暗通道区域的超像素,估计全局大气光值,修正非暗通道区域透射率;最终根据大气散射模型恢复无雾图像.本文算法提高了全局大气光值的准确性,有效抑制了天空等非暗通道区域的失真,复原图像更加清晰自然,增强了视觉效果.主观和客观评价的实验表明,本文算法能够取得比传统算法更优的去雾效果.

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    3. 雨衰时间序列的混沌识别与预测
    张轶, 翟盛华, 陶海红
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210030
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要16)   在线全文2)    PDF下载 (1157KB)(15)    收藏

    针对传统模型在高频段雨衰预测时存在参数计算复杂、实时性差的问题,设计了一种新的非线性动态预测模型.通过混沌识别证明了雨衰时序具备混沌的动力学特性及采用混沌预测方法的可行性.该方法以雨衰前导数据为训练样本建立非线性自适应滤波器,可忽略不同地理区域降雨分布差异性的影响.仿真结果表明,嵌入维数是影响预测精度的最主要因素,在满足嵌入维数为8、重构时延为3 s、采样间隔为1 s条件时预测相对误差可达0.05以下.同时表明预测的雨衰时间概率分布与ITU-R模型相比有较好的一致性,验证了所提方法具备参数配置简单、可用度高的优点.

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    4. 新型三相低能耗谐振直流环节逆变器
    王强, 郭国先, 王天施, 刘晓琴
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20181043
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要9)   在线全文0)    PDF下载 (1109KB)(19)    收藏

    为实现三相逆变器的高效率运行,提出了一种新型三相低能耗谐振直流环节逆变器,利用设置在逆变器直流环节的辅助谐振电路使直流母线电压在每个开关周期都形成零状态时,主开关能实现零电压软开通动作和零电流软关断动作,完成了无损耗切换.说明了一个开关周期内的电路工作状态,在2.5kW三相样机上的实验结果表明开关器件完成了软切换.因此,该新型拓扑结构对于改善逆变器运行效率具有重要意义.

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    5. 窃听信道下基于双分簇技术的信源安全有损传输
    徐明, 胡沐宇
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20200932
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要17)   在线全文0)    PDF下载 (4853KB)(24)    收藏

    针对图像、视频等文件在压缩传输时的可靠性和安全性问题,提出一种具有边信息和状态信息的窃听信道模型以及该模型下基于双分簇技术的信源安全有损传输方案,并利用信息理论对速率-失真-信息泄露率三元组进行可达性和逆命题证明.考虑到现实环境中的噪声因素,以高斯噪声信道为例进行具体分析,通过误差估计和微分熵定理推导出速率和失真的下界.此外,引入模糊率,将信息泄漏率转化为估计信源的最小均方误差,得出此误差的上界.仿真实验表明,所提方案在最优条件下比现有方案速率高,失真和信息泄露率小,在非最优条件下比现有方案模糊率高.

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    6. 基于阵列划分的近场DOA估计算法
    陈光辉, 曾孝平, 焦爽
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20201364
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要22)   在线全文4)    PDF下载 (1244KB)(43)    收藏

    该文提出一种利用阵列划分的近场到达方向 (DOA, Direction Of Arrival) 估计算法.首先,通过划分阵列和四阶累积量构造一个仅包含DOA信息的托普利兹矩阵.然后,由于多重信号分类 (Multiple Signal Classification,MUSIC,) 算法的空间谱在谱峰处是一个断点、且趋近较大值.因此,为得到高分辨率谱峰,该算法通过求解空间谱的一阶导数构造一个新 “空间谱”.最后,通过一维MUSIC算法估计近场信源的距离.仿真结果表明:该算法在低信噪比下提高了DOA的估计精度,且不需要二维谱峰搜索,只需K+1次一维谱峰搜索.

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    7. 用于大规模多输入多输出系统的波束收缩偶极子天线
    黄河
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210042
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要12)   在线全文0)    PDF下载 (1400KB)(11)    收藏

    为满足第五代(Fifth Generation, 5G)通信系统中大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)基站进一步小型化的需求,本文提出了单个偶极子天线替代原有1×2子阵的方法.为实现等效替代,单个偶极子天线的波宽应压缩到原来的二分之一.因此,作者在传统的偶极子上方放置了具有相位梯度特性的两层超表面以聚焦偶极子的能量.加载了该超表面的偶极子的半功率波瓣宽度(Half Power Beam Width, HPBW)的仿真值减小到37°,增益仿真值提高到14.1dBi,主瓣平均交叉极化鉴别度(Cross Polarization Discrimination, XPD)提高了3.3至8.5dB.为了验证天线设计,作者制作并测试了样机,仿真结果与实测结果较为吻合.综上所述,添加超表面的单个偶极子可以替代普通的1×2子阵,相当于在后续组阵过程中可以缩小一半的尺寸.这一方案在第五代通信系统大规模多输入多输出天线系统中具有重要应用价值.

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    8. 多参数关联的机载系统空战业务可靠性评估方法
    赵静萌, 黄宁, 朱杰, 张欣
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210116
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要8)   在线全文0)    PDF下载 (2309KB)(8)    收藏

    军用飞机机载系统承载着相互关联的多业务,如空战业务,而当前的机载系统可靠性评估方法仅由子系统可靠度简单组合得出系统可靠度,没有考虑子系统内部、子系统之间的相关关系,无法支持空战业务可靠性准确评估.为此,本文提出“机载系统空战业务可靠性”概念,设计实现多参数关联的机载系统空战业务可靠性评估方法:通过基于业务流程、基于中间件业务的分解方法分层分解业务,并提取各层参数,形成“业务可靠性参数-子业务可靠性参数-感官参数-中间件业务相关参数-具体服务步骤相关参数”的参数体系,并分析参数间关联关系,包括相关关系、依赖关系,建立多参数关联的业务可靠性评估模型,最后针对机载系统部署的空战业务,计算出空战业务可靠度.本文的评估方法有以下创新点和优势,第一,通过基于业务流程、基于中间件业务的分解方法分层分解业务,实现对业务的详细描述.第二,考虑参数间的相关关系、依赖关系,实现机载系统空战业务可靠性的精确评估.

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    9. 基于剪边策略的图残差卷积深层网络模型
    毛国君, 王者浩, 黄山, 王翔
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210152
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要25)   在线全文0)    PDF下载 (3436KB)(19)    收藏

    图神经网络自2005年以来已经逐步成为图学习中的一个重要的研究分支,其中最为活跃的是图卷积神经网络.由于图数据在现实世界中广泛存在,因此有效地完成图结构数据的学习具有很大的应用前景.目前出现的大多数图卷积神经网络模型基本都是浅层结构,过平滑问题成为制约该领域发展的瓶颈问题.本文提出了一种称为dri-GCN(Graph Convolutional Network via dropedge, residual and identity mapping)的图残差卷积深层网络模型,该模型集成了图剪边、初始残差和恒等映射技术.主要思想包括:利用图剪边技术增加学习数据的多样性,以防止学习过程中的过拟合现象;构建恒等映射下的初始残差网络,来扩展残差单元的学习路径,以削弱学习过程中的过平滑问题.实验结果表明,本文提出的dri-GCN模型可以帮助构建深层图卷积神经网络,通过网络层次的加深可以获得优于浅层网络的学习准确率.

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    10. 基于IEEE 802.1的TSN交换机队列调度技术研究
    杨明亮, 吴春明, 沈丛麒, 邱于兵
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210163
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要14)   在线全文0)    PDF下载 (1385KB)(20)    收藏

    构建一种实时可靠的传输网络以解决现有工业网络中低时延、高可靠的大规模数据传输问题是工业互联网建设的难点.当前工业以太网大多针对特定应用开发,种类繁杂,无法实现大范围、跨类别设备统一地互联互通,而传统互联网的尽力而为无法实现实时稳定的通信性能.本文利用时间敏感网络理论,提出并实现了基于802.1Qbv队列优先级的流量整形策略与基于帧抢占的调度策略,开发一种基于IEEE 802.1的时间敏感网络交换机,评估了基于IEEE 802.1的队列调度机制与技术.实验结果表明,该队列调度机制能有效保障流量的实时传输,且传输时延可控,从而保障了流量的可靠通信.

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    11. 一种水声瞬态信号的下降沿检测方法
    游波, 蔡志明
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210193
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要7)   在线全文0)    PDF下载 (2174KB)(9)    收藏

    基于最大似然比准则,在高斯分布方差变化的假设下推导了水声瞬态信号累积和下降沿检测的检验统计量和非线性量的概率密度函数表达,重新利用FFT(Fast Fourier Transform)法分析了累积和性能模型,基于纽曼皮尔逊准则计算了在一定检测概率和虚警概率假设下方差和检测门限,并利用舰船转舵仿真信号、鱼雷出管仿真信号和水池重物落水实测脉动信号进行了检验.验证结果表明,相比常规方法,低信噪比下该方法对水声瞬态信号下降沿的判断精确度更高,稳健性更好.

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    12. 信号的语义刻画与度量
    石光明, 高大化, 杨旻曦, 谢雪梅, 董明皓, 李雷达, 于凯
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210238
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要14)   在线全文0)    PDF下载 (2197KB)(36)    收藏

    相比于基于比特数据的信息处理及通信技术,人类通过语义处理和传递信息的方式,在面对智能体间传递处理海量信息这一问题时显得更为高效和自然.然而由于目前缺乏关于语义度量和刻画的数学描述,涉及语义的应用无法兼顾可解释性和泛化性,无法发挥语义的高效自然的优势.本文围绕语义的度量和刻画,首先依据信息科学和神经科学相关结论,讨论了语义的内涵,并指出语义具有模块化、多模态、层级化的特点;接着提出了一种多模态信号的语义刻画和度量的数学描述;然后为了验证所提信号语义的刻画和度量的可行性和有效性,在MNIST(Mixed National Institute of Standards and Technology database)手写数字识别和水声目标识别两个应用中进行了实验,获得比传统深度学习更好的性能;最后将语义用于视频编码,实现了远超传统方法的压缩比,展现了语义在通信领域的实用价值.这为未来建立以语义为基础的新型信息处理与通信技术奠定了理论和实践基础.

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    13. 边缘计算中基于综合信任评价的任务卸载策略
    熊小峰, 黄淳岚, 乐光学, 戴亚盛, 杨晓慧, 杨忠明
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210296
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要17)   在线全文0)    PDF下载 (3861KB)(21)    收藏

    针对边缘计算中存在虚假欺骗、搭便车等不良行为导致资源浪费和卸载服务低效的问题,提出一种基于综合信任评价的任务卸载(Task Offloading Scheme Based On Comprehensive Trust Evaluation, TOCTE)策略. 建立节点信任遗忘函数,以任务真实性和节点卸载协作行为特征为约束,构建节点间卸载请求和协作信任评价模型,识别并过滤网络中的虚假任务和不良协作节点. 设计搜索发现概率优化粒子群算法,规避节点重复利用引起的节点过载,提高边缘计算任务卸载效率和资源有效利用. 仿真实验表明,TOCTE策略模型真实任务执行成功率达到59.22%,资源损耗率最低达到6.35%,能有效抑制和过滤虚假任务,降低资源损耗.

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    14. 水声通信中极化码的应用研究
    邢莉娟, 李卓, 张泽栋
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210317
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要7)   在线全文1)    PDF下载 (1405KB)(13)    收藏

    针对水声信道复杂多变、强多途和大起伏干扰等特点,本文建立了以极化码作为信道编码方案的水声通信系统,以提高水声数据传输的可靠性.针对声速为常数的均匀介质信道(Invariable Sound Velocity Gradient,ISVG)、负声速梯度信道(Negative Sound Velocity Gradient,NSVG)及正声速梯度信道(Positive Sound Velocity Gradient,PSVG),提出将蒙特卡洛构造作为极化码的构造方案,并在各自信道下进行性能仿真.结果表明,本文所提出的极化码构造方案在三种信道下可行有效. 与码长相近的低密度奇偶校验(Low Density Parity Check, LDPC)码相比,极化码编码结构清晰,编码复杂度较LDPC码更低,在同等信噪比条件下极化码的纠错性能更优,在提高信噪比时其误码率曲线下降速度更快,可以获得更高的编码增益,证明了极化码在水声通信系统中具有很强的竞争力,可以较为明显地提高水声通信系统的性能,在复杂的水声信道中拥有很好的应用前景.

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    15. 属性网络中结合用户偏好的社区搜索和离群点检测
    李青青, 马慧芳, 李举, 李志欣, 姜彦斌
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210370
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要9)   在线全文0)    PDF下载 (1388KB)(12)    收藏

    社区搜索是备受关注的网络分析任务之一,旨在搜寻包含查询节点的局部社区.现有大多数社区搜索方法多面向简单网络且仅能定位查询节点所在社区,未能在搜索过程中考虑用户偏好.为实现利用用户偏好指导搜索过程并搜寻用户感兴趣的多社区,设计了属性网络中结合用户偏好的社区搜索和离群点检测方法,旨在通过较少的查询节点有效的捕获用户偏好并自动探索网络中的社区,同时识别社区中离群点.具体而言,通过编码查询节点及其邻居间的显式交互关系和相似属性以突出局部结构,利用其来挖掘潜在查询节点候选集成员.在查询节点候选集上定义平均划分相似度以推断属性子空间为用户潜在兴趣.采用属性和结构约束来搜索网络中的多社区和离群点.此外,真实数据集和人工数据集上的大量实验证明了所提方法的有效性.

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    16. 基于本地差分隐私的K-modes聚类数据隐私保护方法
    张少波, 原刘杰, 毛新军, 朱更明
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20201374
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要21)   在线全文3)    PDF下载 (907KB)(22)    收藏

    分类型数据聚类是数据挖掘的重要研究内容,聚类数据中通常包含用一些户敏感信息. 为保护聚类数据中的用户隐私,当前主要采用基于可信第三方隐私保护模型,但现实中第三方也存在隐私泄露风险. 针对此问题,该文引入本地差分隐私技术,提出一种去可信第三方的K-modes聚类数据隐私保护方法. 该方法首先利用随机采样技术对数据进行采样,然后使用本地差分隐私技术对采样数据进行扰动,最后通过聚类服务端与用户的交互迭代完成聚类. 在聚类过程中,无需可信第三方对数据进行隐私预处理,避免了第三方泄露用户隐私的风险. 理论分析证明了该方法的隐私性和可行性,实验结果表明该方法在满足本地差分隐私机制的前提下保证了聚类结果的质量.

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    17. 基于无铅钛酸钡/石墨烯/PDMS三相复合压电纳米发电机的研究
    罗翠线, 王莹, 李朋伟
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210409
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要10)   在线全文0)    PDF下载 (1673KB)(27)    收藏

    本文利用固相法合成了无铅钛酸钡(BaTiO3,BTO)纳米颗粒,并将其与不同含量的石墨烯(Graphene,GO)和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)进行复合制备成薄膜.GO材料作为碳基导电相形成复合材料中的微电容,提高了复合材料的压电性能.对GO含量为0.6 wt%的BaTiO3/Graphene/Polydimethylsiloxane(BTO/GO/PDMS)复合薄膜的电学和铁电性能进行了测试与分析.实验结果表明:所制备的BTO/GO/PDMS复合薄膜的介电常数为185,剩余极化强度高达每平方厘米13.47 μC(高于纯相的BaTiO3/Polydimethylsiloxane(BTO/PDMS)复合薄膜).BTO/GO/PDMS基纳米复合薄膜发电机的开路电压是BTO/PDMS基纳米发电机的2.78倍.基于上述研究成果,这种无铅绿色友好型柔性复合材料在振动能量采集和集成铁电器件方面具有广泛的应用前景.

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    18. 一维综合孔径辐射计相位定标研究
    董健, 栾英宏, 赵永涛, 孙彦龙, 冯剑锋, 姜丽菲, 赵锋, 徐红新
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.xxxxxxxx*
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要28)   在线全文6)    PDF下载 (2034KB)(19)    收藏

    相位是一维综合孔径辐射计获得高精度海面亮温的关键因素.传统的一维综合孔径辐射计的相位标定方法难以满足高精度相位定标需求,本文提出一种基于外部点源和内部噪声源相结合的相位定标方法.首先通过不同位置的外部点源和内部噪声源获得不同方位角上接收链路的固定相位差;接着通过内部噪声源获得接收链路的可变相位差;最后综合利用此两种相位差进行相位定标.本方法将固定相位误差和变化相位误差相分离,具有定标精度高、重复性好、节约定标时间的优点.实验表明本方法相位定标精度约为0.7°、重复性约为0.35°.

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    19. 基于系统模型的用户评论中非功能需求的 自动分类
    李雪莹, 王田路, 梁鹏, 王翀
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210454
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要25)   在线全文0)    PDF下载 (941KB)(39)    收藏

    移动应用程序中的用户评论是获取用户需求的重要来源. 从用户评论中获取的用户需求,不仅可以帮助开发人员维护现有系统,还可以快速、准确地定位新的用户需求. 本文主要关注移动应用用户评论中的非功能需求,并基于系统模型、采用机器学习和深度学习算法将其自动分类为行为型需求和表示型需求. 在使用机器学习方法分类时,将2种特征提取技术与5种机器学习算法进行组合. 在使用深度学习方法分类时,使用了2种基于词嵌入的深度学习算法和1种基于字符嵌入的深度学习算法. 从性能和时间消耗2个维度比较了机器学习模型和深度学习模型,结果表明,机器学习模型比深度学习模型表现更好. 此外,支持向量机(Support Vector Machine,SVM)与词频-逆文档频率(Term Frequency–Inverse Document Frequency,TF-IDF)组合获得了最好的分类性能,精确率为0.941,召回率为0.990,F1-score为0.965.

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    20. 基于方面和胶囊网络的跨域评分预测模型
    梁顺攀, 刘伟, 郑智中, 原福永
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210483
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要5)   在线全文0)    PDF下载 (1224KB)(11)    收藏

    用户评论可以反映用户对项目的偏好信息,将用户在其他领域的偏好迁移到目标领域进行跨域推荐,可以缓解目标域数据稀疏引起的冷启动问题.本文针对传统的跨域推荐方法无法将完整的用户偏好进行迁移以及传统的方面提取方法预测精度不高两个问题,提出基于方面和胶囊网络的跨域评分预测模型ACN(Aspect and Capsule Network).ACN模型使用胶囊网络挖掘评论文档的多个方面,然后通过注意力机制筛选出对目标域最重要的特征,迁移到目标域进行评分预测.最后,通过实验证明ACN模型分别在单一源域和多源域的情况下,较基准模型最高有2.3%和20.8%的性能提升.

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    21. 基于精英差异反馈策略的自适应差分进化算法
    王毅, 彭钰博, 黄欣, 郑宏志, 张鹏辉
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210513
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要8)   在线全文0)    PDF下载 (1346KB)(11)    收藏

    为提升差分进化的收敛性与多样性能力,分析并归纳了影响差分进化算法性能的参数自适应调节机制与改进策略,提出一种基于精英差异反馈策略的自适应差分进化算法.首先,通过种群个体适应度评估,找出当前种群全局最优个体,并与待进化个体判定生成全局精英差异;其次,提出基于多样性扰动邻域生成策略,构建个体邻域,并基于邻域最优个体与待进化个体判定生成邻域精英差异;最后通过全局精英差异与邻域精英差异指导DE(Differential Evolution)算法交叉策略,平衡了DE算法的收敛性与多样性.同时,本算法步长因子F采用自适应调整策略,进而降低算法陷入搜索停滞的可能.通过本文在CEC2017测试集上与其他主流改进算法相比,实验结果表明该算法在寻优效率与收敛精度上显著优于对比方法.

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    22. 尺度敏感损失与特征融合的快速小目标检测方法
    琚长瑞, 袁广林, 秦晓燕, 李豪, 朱虹
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210530
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要11)   在线全文0)    PDF下载 (1128KB)(15)    收藏

    现有通用深度学习目标检测方法对中、大目标有着较好的检测精度,而对小目标检测精度较低,主要原因在于小目标训练数据少以及下采样后特征图分辨率过低.针对上述问题,一方面,提出一种尺度敏感损失函数用于分类热图的训练,使小目标能够对模型更新产生更大的影响;另一方面,利用反卷积与可变形卷积提出一种自上而下的特征融合方法,获得高分辨率、强语义的特征图来检测目标.在上述两个方面的基础上,设计一种尺度敏感与特征融合的小目标检测方法.在PASCAL VOC数据集上,对提出方法进行了实验验证,实验结果表明:相比于现有目标检测方法,本文方法在保持较快检测速度的同时,提升了小目标检测的精度.

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    23. 基于特征膨胀卷积模块的轻量化技术研究
    许新征, 李杉
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210559
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要10)   在线全文0)    PDF下载 (1684KB)(9)    收藏

    本文从卷积神经网络模型的网络结构入手,利用特征复用的思想,设计了高效的特征膨胀卷积模块.该模块减少了标准卷积模块的输出通道数,引入了多分支结构.通过各个分支上的廉价操作对标准卷积操作的输出特征图进行变换和融合,产生新的特征图.模块的最终输出由各个分支上生成的特征图进行合并连接得到.特征膨胀卷积模块利用特征复用思想复用模型中的特征,在降低模型计算量的同时,丰富了特征图隐含的信息,提高了模型的性能.最后,将特征膨胀卷积模块代替标准卷积模块,设计了轻量化的VGG16(Visual Geometry Group 16-Layer)模型和残差结构,并且在数据集CIFAR和ILSVRC2012(ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge 2012)数据集上取得了较好的分类效果.

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    24. 基于注意力增强的热点感知新闻推荐模型
    丁琪, 田萱, 孙国栋
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210570
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要12)   在线全文0)    PDF下载 (1175KB)(13)    收藏

    完全个性化的新闻推荐工作通常只基于用户兴趣,可能会导致推荐结果与点击过的内容过于相似甚至重复.事实上即使一些热点新闻并不完全符合用户的兴趣,用户也可能希望点击类似的新闻.目前基于热点的新闻推荐方法不能很好挖掘潜在新闻热点特征、灵活平衡用户兴趣和热点特征.本文提出一种新颖的注意力增强的热点感知新闻推荐模型(Hotspot-aware Attention enhaNced model, HAN),充分利用注意力网络和自注意力网络等深度神经网络的优势,在个性化推荐中将个性化兴趣与新闻热点性进行更好平衡与利用.该模型包括新闻编码器、热点特征提取器、用户兴趣提取器和点击预测器四个组件.提出一个热点特征提取器,使用注意力网络动态聚合热点新闻学习热点表示以更好挖掘热点特征;提出一个新颖的点击预测器来灵活融合热点特征、用户兴趣和候选新闻,以提升候选新闻的点击预测准确率.真实数据集上的实验表明HAN模型在AUC(Area Under the Curve of ROC)和F1两项指标上分别提升了7.51%和8.63%,且能够有效缓解用户冷启动问题.

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    25. 非光滑强凸情形Adam型算法的最优收敛速率
    陇盛, 陶蔚, 张泽东, 陶卿
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210589
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要7)   在线全文0)    PDF下载 (1896KB)(21)    收藏

    对于非光滑强凸问题,在线梯度下降(Online Gradient Decent,OGD)取适当步长参数可以得到对数阶后悔界.然而,这并不能使一阶随机优化算法达到最优收敛速率.为解决这一问题,研究者通常采取两种方案:其一是改进算法本身,另一种是修改算法输出方式.典型的Adam(Adaptive moment estimation)型算法SAdam(Strongly convex Adaptive moment estimation)采用了改进算法的方式,并添加了自适应步长策略和动量技巧,虽然得到更好的数据依赖的后悔界,但在随机情形仍然达不到最优.针对这个问题,本文改用加权平均的算法输出方式,并且重新设计与以往算法同阶的步长超参数,提出了一种名为WSAdam(Weighted average Strongly convex Adaptive moment estimation)的Adam型算法.证明了WSAdam达到了非光滑强凸问题的最优收敛速率.经过Reddi问题的测试和在非光滑强凸函数优化中的实验,验证了所提方法的有效性.

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    26. 基于嵌套生成对抗学习的网络嵌入
    沈鹏飞, 徐臻, 王英
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210592
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要11)   在线全文0)    PDF下载 (1295KB)(17)    收藏

    当前网络嵌入研究更多关注信息网络结构和结点之间一阶或高阶近似关系,对于网络结点自身属性考虑较少.本文提出一种嵌套的生成对抗网络模型N-GAN(Nesting Generative Adversarial Networks for Network Embedding),实现了网络结构和节点属性同时嵌入到低维向量,从而最大程度保存原始高维信息网络特征.N-GAN模型设计灵活,具有很好的延伸性和扩张性,并在真实数据上验证了N-GAN的性能及其稳定性,其嵌入的低维表示在不同应用中表现出不错的性能.

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    27. 基于空间加权对数似然比相关滤波与Deep Snake的目标轮廓跟踪
    李豪, 袁广林, 秦晓燕, 琚长瑞, 朱虹
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210676
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要5)   在线全文2)    PDF下载 (2357KB)(13)    收藏

    近年来,目标跟踪中目标的状态表示已由粗糙的矩形框转化为精细的目标掩膜.然而,现有方法利用区域分割得到目标掩膜,速度慢并且掩膜精度受限于目标跟踪框.针对以上问题,本文提出基于空间加权对数似然比相关滤波与Deep Snake的目标轮廓跟踪方法.该方法包括三个阶段:在第一阶段,利用提出的空间加权对数似然比相关滤波器估计目标的初始矩形框;在第二阶段,通过Deep Snake将初始矩形框变形为目标轮廓;在第三阶段,根据目标轮廓拟合出跟踪结果.对提出的方法在OTB(Object Tracking Benchmark)-2015和VOT(Visual Object Tracking)-2018数据集上进行了实验验证,结果表明:与现有先进的目标跟踪方法相比,本文提出的跟踪方法具有较优的性能.

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    28. 基于改进时域多尺度散布熵与支持向量机的转辙机故障诊断
    曹源, 宋迪, 胡小溪, 孙永奎
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210773
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要7)   在线全文0)    PDF下载 (2769KB)(17)    收藏

    为充分挖掘转辙机振动信号的有效故障信息,提高故障诊断准确率,提出了一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)、改进时域多尺度散布熵(Improved Time-domain Multiscale Dispersion Entropy, ITMDE)与粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization algorithm, PSO)优化支持向量机(support vector machine, SVM)的故障诊断方法.首先,通过EEMD方法将不同故障类型的振动信号分解成若干个模态函数(Intrinsic Mode Functions, IMFs);其次,采用相关系数与峭度的混合筛选准则筛选IMFs并重构信号;再次,应用所提ITMDE算法提取重构信号的多尺度故障特征;最后将得到的特征向量输入经PSO搜索最优参数后的SVM进行训练和测试.实验分类准确率为100%,分析表明所提方法优于传统的多尺度排列熵、多尺度散布熵的故障诊断方法,能精确地识别转辙机故障类型.

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    29. 基于金字塔块匹配的双目场景流估计
    陈震, 倪晶晶, 张聪炫, 葛利跃, 王梓歌
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210385
    预出版日期: 2022-07-25

    摘要5)   在线全文0)    PDF下载 (1784KB)(9)    收藏

    针对现有双目场景流计算方法在大位移、运动遮挡及光照变化等复杂场景下场景流估计的准确性与鲁棒性问题,提出一种基于金字塔块匹配的双目场景流计算方法.首先对双目图像序列进行超像素分割和视差估计,得到图像初始分割结果和视差信息,然后建立基于金字塔块匹配的运动模型并采用Ransac随机一致性算法拟合刚性运动模型和最小化重投影算法估计对象运动参数.最后,本文将金字塔块匹配结果作为约束项,联合对象运动参数和超像素平面参数构建基于金字塔块匹配的双目场景流估计能量函数模型,通过最小化能量函数得到最终场景流.实验分别采用KITTI2015(Karlsruhe Institute of Technology and Toyota Technological Institute 2015)和MPI-Sintel(Max-Planck Institute and Sintel)数据集测试图像对本文方法和具有代表性场景流算法进行综合对比分析,结果表明本文方法相对于其他对比方法有效提高大位移、运动遮挡以及光照变化情况下场景流估计精度和鲁棒性.

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    30. 开放环境下自适应聚类优化包络的相机来源取证
    王波, 王悦, 王伟, 侯嘉尧
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211428
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要23)   在线全文4)    PDF下载 (1359KB)(21)    收藏

    针对相机来源取证中的开放环境问题,本文提出一种自适应聚类优化包络的相机来源取证方法,解决了现有方法在训练相机模型数量少的恶劣情况下检测精度低的问题.首先,通过手肘法得到每一类相机数据的聚类个数,并以该聚类数为参照进行 k -means聚类;然后将得到的相机模型子类数据分别进行支持向量数据描述以刻画其子包络,并根据所属相机模型类别将子包络合成一个更具细节特征的特征包络;最后通过判决法则将来自未知相机模型的图像排除,并将判断为已知来源的图像分类溯源,进而实现开放环境下的相机来源鉴别.实验结果表明:在Dresden和SOCRatES两个公开数据集上,本文提出的算法具有更优的鲁棒性和扩展性,对比已有方法在KACC、UACC和OACC三个评估指标和时间复杂度上均表现出优越的性能.

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    31. 和差天线空时自适应测角方法及性能分析
    阚庆云, 许京伟, 廖桂生
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211458
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要8)   在线全文0)    PDF下载 (2001KB)(11)    收藏

    雷达模拟和差天线技术通过射频功率合成器形成和差波束,在目标角度测量中应用广泛,然而运动平台雷达经过空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)后难以还原鉴角曲线,即自适应处理后的等效鉴角曲线与静态鉴角曲线发生偏离.针对此问题,本文提出和差天线体制雷达空时自适应测角方法.该方法通过和差STAP算法抑制杂波后实现角度估计,并且通过理论推导建立了角度估计与和通道输出信噪比、差通道剩余杂噪比之间的关系,重点分析了杂波剩余对角度估计的非一致性影响.仿真实验验证了本文方法的有效性.

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    32. 使用信噪比正则化LightGBM的腹部源胎儿心电信号提取方法
    韩亮, 蔡文涛, 蒲秀娟, 罗统军, 黄谦
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211472
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要8)   在线全文0)    PDF下载 (1442KB)(6)    收藏

    胎儿心电信号(Fetal ElectroCardioGram,FECG)能反映胎儿健康状况.但是,由于其信噪比相对较低,FECG仍未能在临床上得到广泛应用.如何有效提取高质量的FECG仍是一个巨大挑战.为此,本文提出一种使用信噪比正则化LightGBM的FECG提取方法.针对原始母体腹壁混合信号,首先使用传统滤波方法进行噪声抑制,然后再使用FastICA从中分离得到母体心电信号(Maternal ElectroCardioGram,MECG)估计和FECG估计,FECG估计中残留的MECG成分是MECG的一种非线性变换.改进传统LightGBM模型,在目标函数中增加FECG的基于互相关系数的信噪比作为正则项,构建信噪比正则化LightGBM模型,并使用该模型拟合这一非线性变换.将MECG估计经由所拟合的非线性变换得到MECG成分的最优估计,并将其抑制,提取得到高质量的FECG.采用真实腹部源心电信号数据集进行实验,本文提出的方法的灵敏度为99.9%,阳性预测值为99.1%, F 1 分数为99.5%,基于互相关系数与基于特征值分析的信噪比分别为6.0 dB和6.1 dB.实验结果表明本文提出的方法是有效的且具有更好的性能.

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    33. 基于深度学习的单帧图像超分辨率重建综述
    吴靖, 叶晓晶, 黄峰, 陈丽琼, 王志锋, 刘文犀
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20220091
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要50)   在线全文3)    PDF下载 (2083KB)(64)    收藏

    图像超分辨率重建是计算机视觉中的基本图像处理技术之一,不仅可以提高图像分辨率改善图像质量,还可以辅助其他计算机视觉任务. 近年来,随着人工智能浪潮的兴起,基于深度学习的图像超分辨率重建也取得了显著进展. 本文在简述图像超分辨率重建方法的基础上,全面综述了基于深度学习的单帧图像超分辨率重建的技术架构及研究历程,包括数据集构建方式、网络模型基本框架以及用于图像质量评估的主、客观评价指标,重点介绍了根据网络结构及图像重建效果划分的基于卷积神经网络的方法、基于生成对抗网络的方法以及基于Transformer的方法,并对相关网络模型加以评述和对比. 最后依据网络模型和超分辨率重建挑战赛相关内容展望了图像超分辨率重建未来的发展趋势.

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    34. 融合局部低秩先验与Bloch流形约束的磁共振指纹重建算法
    李敏, 栗泽昊, 张卓, 张学武
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211290
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要11)   在线全文0)    PDF下载 (4326KB)(15)    收藏

    为了实现快速成像,磁共振指纹(Magnetic Resonance Fingerprinting,MRF)技术通常使用非笛卡尔稀疏采样模板对K空间进行高度欠采样,从而获得稀疏K空间信号.然而,从稀疏的K空间信号重建像空间数据是一个病态不适定问题,重建出的MRF像空间数据存在大量的混叠伪影,直接影响到组织生理参数的重建准确度.为此需要将各种先验知识引入到重建模型之中,以缓解MRF重建问题的不适定性.针对上述问题,本文提出一种融合局部低秩先验与Bloch流形约束的MRF重建模型,并使用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)求解模型中的非凸MRF重建问题.本文算法在引入MRF像空间数据的局部低秩先验的同时,使用预先构建的字典为重建指纹提供流形约束.一方面通过空域局部低秩约束有效抑制混叠伪影的产生,另一方面利用字典先验避免指纹的时域流形特征在迭代重建过程中丢失.仿真实验结果表明,相较于引入了全局低秩先验与Bloch流形约束的其他同类算法,本文算法可以提供更高的组织参数重建准确度.

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    35. 一种灵活高效的电磁散射宽角度扫描算法
    薛博文, 顾思卓, 潘小敏, 盛新庆
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210241
    预出版日期: 2022-07-22

    摘要9)   在线全文0)    PDF下载 (1071KB)(19)    收藏

    基于骨架结构元(骨元)技术,提出一种灵活高效的电磁散射宽角度扫描算法.与已有骨元扫角算法不同,本文提出的算法对扫描角度抽样没有任何限制.算法将所有角度抽样对应的右端项向量空间用一组骨元向量来表达,通过求解一个超定方程得到任意角度抽样对应的右端项向量.对超定方程的求解进行了分析,研究了超定方程的求解精度与开销问题.讨论了超定方程引入对骨元扫角的影响.通过超低散射目标和电大复杂目标的雷达散射截面数值仿真结果,验证了所提算法的精确性和高效性.

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    36. 基于双图混合随机游走的社会化推荐模型
    曹阳, 高旻, 余俊良, 范琪琳, 荣文戈, 文俊浩
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210504
    预出版日期: 2022-07-18

    摘要19)   在线全文2)    PDF下载 (1600KB)(24)    收藏

    近年来,可以有效缓解数据稀疏和冷启动问题的社会化推荐受到了研究者和业界的关注.社会化推荐利用显式或隐式社交关系作为辅助信息,提升了推荐性能.然而,目前的社会化推荐模型通常采用普通图描述社交关系.普通图中的边常描述为成对节点的关系,这种方法适合描述显式关系,但难以描述复杂的隐式关系,如购买过同一商品的多个用户之间的集合关系,因此难以学习到准确的节点表示,影响推荐的性能.针对此问题,本论文结合超图和普通图,提出基于双图混合随机游走的推荐模型(BG-Rec).构建超图描述复杂的隐式关系,同时用普通图描述显式的社交关系,并在两种图上定义混合随机游走策略,生成结合隐式关系和显式关系的游走节点序列,学习更准确的节点嵌入表示.根据用户评分的高低,构建了正反馈超图和负反馈超图,考虑更细粒度的朋友关系,以识别可靠的朋友.融合可靠朋友的偏好和后验概率最大化优化物品个性化排序.三个公开数据集的大量实验表明了BG-Rec在推荐性能上的优越性,冷启动和消融实验表明了其在缓解冷启动问题的有效性和超图建模的合理性.

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    37. 双线阵无透镜超分辨率扫描成像方法研究
    田典, 余宁梅, 周广霖, 李娜
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20210946
    预出版日期: 2022-07-18

    摘要35)   在线全文1)    PDF下载 (3777KB)(56)    收藏

    针对无透镜成像系统分辨率低和单线阵扫描成像中由于细胞流速不准确造成的图像重构畸变问题,本文提出了一种基于双线阵图像传感器的超分辨率扫描成像方法.通过引入第二个线阵,利用双线阵的时间空间关系,实现了细胞流动速度的实时测量,为扫描图像的重构提供了精准参数.综合考虑了光源、衍射光路、细胞样品瞬态流速、图像传感器像素尺寸、倾斜角度和帧频等系统特性,建立了线阵扫描成像系统的成像模型,深入分析了影响双线阵成像质量的因素,建立了基于坐标变换、扫描图像插值计算的双线阵扫描成像系统的图像重构模型.综合两种模型,以条形图案为仿真对象,分析了该方法的成像特性,并从理论上验证了双线阵扫描成像系统的可行性和有效性.仿真结果表明双线阵扫描成像系统的空间分辨率相比面阵系统至少提升了2.8倍,并且结构相似性和峰值信噪比均有5%~15%的提升.在此基础上,搭建了双线阵扫描成像系统,并以微球、红细胞和白细胞作为测试对象,对系统进行了实际测试.结果表明双线阵扫描成像系统解决了单线阵扫描成像图像重构畸变的问题.同时相比面阵成像系统,20 μm微球的直径均值误差为2.04%,红细胞和白细胞的特征更多、更明显.

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    38. 深度学习框架下群组行为识别算法综述
    邓海刚, 王传旭, 李成伟, 林晓萌
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211359
    预出版日期: 2022-07-18

    摘要33)   在线全文6)    PDF下载 (6255KB)(37)    收藏

    群组行为识别目前是计算机视觉领域的一个研究热点,在智能安防监控、社会角色理解和体育运动视频分析等方面具有广泛的应用价值.本文主要针对基于深度学习框架下的群组行为识别算法进行综述.首先,依据群组行为识别方法中“是否包含组群成员交互关系建模”这一核心技术环节,将现有算法划分为“无交互关系建模的群组行为识别”和“基于交互关系描述的群组行为识别”两大类.其次,鉴于“无交互关系建模的群组行为识别方法”主要是聚焦于如何对“群组行为时序过程的整体时空特征的计算和提纯”进行设计的,故本文从“多流时空特征计算融合”“个人/群体多层级时空特征计算合并”“基于注意力机制的群组行为时空特征提纯”3类典型算法进行概述.再次,对于“基于交互关系建模的群组行为识别”,依据对交互关系描述方法的不同,将其归纳为“基于组群成员全局交互关系建模”“基于组群分组下的交互关系建模”和“基于关键人物为主的核心成员间交互关系建模”3种类别分别概述.然后,对群组行为识别相关的数据集进行介绍,并对不同识别方法在各个数据集的测试性能进行了对比和总结.最后,分别从群组行为类别定义的二元性、交互关系建模的难点与不足、群组行为数据集弱监督标注和自学习、视角变化以及场景信息综合利用等方面概述了几个具有挑战性的问题和未来研究的方向.

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    39. 基于深度主题模型的飞行员脑疲劳检测
    吴奇, 陈琪琦, 彭献永, 仇峰
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20201267
    预出版日期: 2022-07-18

    摘要16)   在线全文3)    PDF下载 (1583KB)(11)    收藏

    飞行员脑疲劳状态检测需要解决脑认知图谱生成和脑疲劳检测模型构建问题.针对第一个问题,本文通过等距方位投影法将全脑电极位置的脑疲劳指标映射为二维脑功率图谱,形成一种新型脑认知图谱.针对第二个问题,本文建立一种深度主题学习模型,即深度潜狄利克雷模型(Deep Latent Dirichlet Model,DLDM),解决了飞行员疲劳状态主题学习问题.DLDM深度模型通过多项式分布逐层扩展脑功率图谱中蕴含的概率分布信息,推理脑功率图谱的层次概率分布特征,实现更有效的飞行员疲劳状态主题学习.同时为了避免启发式假设,本文提出一种有效的不同层与主题间自适应学习率的随机梯度下降推断方法,更加高效地推理DLDM网络结构参数.实验结果显示,DLDM网络可以逐层扩展脑功率图谱中蕴含的概率分布信息,推理出更丰富的抽象特征信息,实现脑疲劳认知主题学习.对比其他脑疲劳检测方法,分类精度可提升2%.

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    40. 带时间窗的无线可充电传感器网络多目标路径规划算法
    魏振春, 傅宇, 马仲军, 吕增威, 石雷, 张本宏
    电子学报    DOI: 10.12263/DZXB.20211319
    预出版日期: 2022-07-18

    摘要18)   在线全文0)    PDF下载 (1684KB)(31)    收藏

    现阶段无线可充电传感器网络的研究中,充电规划问题往往只考虑单一目标,没有考虑能量空洞问题对移动充电设备(Mobile Charging Equipment,WCE)路径规划以及网络整体性能的影响.基于充电时间窗和惩罚函数,以最大化网络中WCE的能量利用率和最小化节点惩罚值为目标,提出了带时间窗的多目标路径规划模型,优化WCE对节点的充电时间并提高WCE的能量利用率.为求解多目标优化问题,在多目标连续烟花算法的基础上,提出了一种多目标离散烟花算法,通过烟花爆炸操作加快收敛速度并防止陷入局部最优.仿真结果表明,相较于传统算法,本文提出的算法所求得的Pareto最优解的分布均匀性提升22.5%以上,分布范围性能提升14.5%以上.

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