针对复杂场景下的交通目标分类识别难点,提出一种基于尺度不变特征转换(SIFT)与核稀疏表示的分类识别算法.该算法首先利用SIFT分别提取训练样本和待测目标局部特征信息,通过核方法将特征样本映射到核空间,构建过完备字典,最后通过待测目标在字典中的稀疏度与重构误差对交通目标类别进行判定.同时,分析了随机投影下的核稀疏表示分类与特征维数之间的关系.实验结果表明,与SVM、稀疏表示分类(SRC)相比,该方法增强了交通目标特征层的类判别能力,具有较好的识别率和鲁棒性.
采用指势进行人机交互,可充分发挥人类日常技能,摆脱常规输入设备束缚.实现自然的指势人机交互的关键是,如何从复杂的人机交互场景中有效提取指势用户对象,提出了基于时/空运动特征的指势用户对象识别新方法.基于多尺度小波变换在时/空域所具有的优异局部化特性,从复杂场景中提取前景运动对象,克服环境条件约束以及动态环境变化及先验假设等不足;基于多尺度小波变换的梯度积分图方法,获取稳定可靠的指势手部HOG特征,采用机器学习方法,对上述特征向量分类,并基于指势手与指势用户对象的空间关联性识别指势用户对象.通过实验对比,结果表明本文方法有效、可行.
片上网络中路由器发生故障势必会影响整个网络的性能,过大的容错开销也会给网络带来很大的负担.对此,本文提出了一种故障通道隔离的低开销容错路由器架构,该路由器通过减少不必要的交叉开关及合理优化各个端口VC的数目来减小路由器整体开销,同时增加一个冗余通道来达到对路由器容错的目的.当路由器中某个通道发生故障时,通道隔离检测方法使路由器能够在检测故障类型的同时进行数据传输,带回收指针的重传buffer将会进一步减少整个容错结构的开销.实验结果表明在无故障情况下本文设计的路由器较传统路由器平均延时降低45%左右,最大吞吐率提高28%左右,面积开销仅仅增加了18.24%.在故障存在的情况下,本文方案也显现出很大的优越性,能够达到很好的容错效果.
针对视觉跟踪中目标表观的复杂变化问题,提出了一种基于关键区域特征匹配的鲁棒跟踪算法.首先对目标模板进行初始化并通过滤波预测得到目标候选;然后采用自适应标记分水岭算法对目标模板和目标候选进行分割以提取关键区域,并利用像素的空间和频率分布特性对关键区域进行多重特征描述;最后通过关键区域的特征匹配得到目标模板与目标候选的匹配关系,由此确定最终跟踪结果并进行模板更新.对目标发生尺度、遮挡、旋转、光照、姿态、复杂背景以及运动模糊等变化的视频序列进行了仿真测试.实验结果表明,所提算法能够有效处理目标表观的复杂变化问题,尤其对目标的部分遮挡、光照变化以及复杂背景等具有较强的鲁棒性.
知识迁移是当前机器学习领域的一个新的研究热点.其基本思想是通过将经验知识从历史任务到目标任务的迁移,达到提高算法收敛速度和收敛精度的目的.针对当前强化学习领域中经典算法收敛速度慢的问题,提出在学习过程中通过迁移值函数信息,减少算法收敛所需要的样本数量,加快算法的收敛速度.基于强化学习中经典的在策略Sarsa算法的学习框架,结合值函数迁移方法,优化算法初始值函数的设置,提出一种新的基于值函数迁移的快速Sarsa算法——VFT-Sarsa.该算法在执行前期,通过引入自模拟度量方法,在状态空间以及动作空间一致的情况下,对目标任务中的状态与历史任务中的状态之间的距离进行度量,对其中相似并满足一定条件的状态进行值函数迁移,而后再通过学习算法进行学习.将VTF-Sarsa算法用于Random Walk问题,并与经典的Sarsa算法、Q学习算法以及具有较好收敛速度的QV算法进行比较,实验结果表明,该算法在保证收敛精度的基础上,具有更快的收敛速度.
对环Zpl导出的多元Kerdock-code序列的部分周期性质进行了研究,这里p为任意奇素数,l为任意正整数.利用特征为pl的Galois环上不完全指数和的非平凡上界,对上述p元Kerdock-code序列的非周期自相关性及互相关性进行了估计,同时对序列的部分周期分布和部分周期独立r-样式分布也进行了刻画.结果表明,此类序列具有极低的非周期自相关性及互相关性,同时其部分周期分布和部分周期独立r-样式分布也是渐进均匀的,在密码学和通信领域具有潜在的应用价值.
相似执行路径的生成是代码分析和检测的基础性工作之一,现有的方法通常以程序的行为序列或结构为分析对象,通过改变关键谓词的取值等方法来进行分析,但由于缺乏必要的引导信息导致生成的相似路径的有效性较低,另外由于路径的谓词集合较长而难以求解也降低了分析的精度.提出基于动态协同双向映射的分析方法,通过对程序控制流图的表示形式进行扩展,结合后向符号分析的方法生成候选路径的最弱前置条件,并以此为引导信息使用编辑距离的方法通过改变距离因子的取值来生成有针对性的相似路径集合.实验结果表明,与现有的方法相比,该方法的准确性和效率有明显的优势.
识别软件中的关键实体对于人们理解软件,控制和降低维护费用具有重要意义.然而现有的工作基本都是针对关键类识别的,针对关键包、方法/属性等的研究甚少;同时现有的工作也未能揭示关键类与软件外部质量属性间的关系.为丰富现有的工作,本文提出了一种基于加权PageRank算法的关键包识别方法.该方法用加权有向软件网络模型抽象包粒度软件系统,提出新度量PR(PackageRank)从结构角度量度节点重要性,并引入加权的PageRank算法计算该度量值.数据实验部分以六个开源Java软件为例,分析了包的PR值与常用复杂网络中心性指标(介数中心性、接近中心性、度数中心性等)间的相关性;使用加权的SIR(Susceptible-Infectious-Recovered)模型分析了PR所识别关键包的传播影响,并与其它相关方法进行比较,验证了本文方法的有效性;最后,以其中两个软件为例,分析了包的PR值与包可理解性间的关系,进一步验证了本文方法的有效性.
本文针对偏振光导航中传感器的仿沙蚁POL-neuron模型在获取航向角时存在的角度歧义性问题,根据大气偏振模式中偏振度分布不均匀的规律,提出了一种利用三个偏振通道和一个非偏振通道进行偏振光测角的PFAC模型,通过判断函数和不同天空区域偏振度的大小关系将POL-neuron模型的有效测角范围从[-45°,45°]扩展到[0°,360°].本文描述了PFAC模型的信号处理过程,进行了传感器实测数据的分析与处理,理论和实测结果表明该模型可以解决POL-neuron模型存在的测角歧义性,为偏振光导航传感器实现360°范围内的航向角获取提供了一种有效的解决方法.
本文定义了量子线性时间属性,包括量子安全性,量子不变性,讨论了它们的关系和性质.结合测量一次、测量多次的单向量子有穷自动机,构建了两类乘积量子马尔可夫链,提出了基于自动机技术的量子正则安全性检测方法.通过验证乘积量子马尔可夫链的可达终状态来判断量子正则安全性的可满足性,并给出了可满足性的概率计算公式.作为应用,分析了广义量子loop程序,将程序终止归结为验证量子正则安全性的可满足性.
在机器学习领域,半监督学习作为一种有力工具吸引了越来越多的关注,其利用少量带标签数据和大量无标签数据进行有效学习,其中基于图的半监督学习方法因其优雅的数学形式和良好的学习性能而引起更广泛的研究.针对现有基于图的半监督学习方法所存在的模型参数敏感和数据判别信息不充分等问题,提出一种稀疏特征空间嵌入正则化(Sparse Feature Space embedding Regularization,SFSR)半监督学习框架,其主要思想为:首先分别将原始数据嵌入到线性特征空间,然后利用特征空间嵌入投影点集来稀疏重构原始数据,随后在由原始数据线性张成的标签空间通过保留这种稀疏表示关系来构建一个Laplacian正则化项,或称SFSR,最后提出一个鲁棒的基于SFSR的半监督学习框架,在几个实际基准数据库上的综合实验结果证实了所提框架的鲁棒有效性.
正则化方法是目前解决图像去噪不适定性的一条有效途径,但对于图像中纹理细节的保持仍是棘手的问题.本文针对图像方向纹理保持的去噪问题,给出了图像方向纹理保持的方向全变差正则化去噪模型.分析和证明了方向全变差的若干等价表示性质,并基于该性质迭代构造代理泛函和B样条离散差分逼近方法,给出了一种主优化去噪算法.数值实验表明,该方法在去除噪声、抑制图像的“阶梯效应”和保持图像方向纹理等方面取得较好的效果.
针对轧辊偏心信号是混杂在各种随机干扰中含有多次谐波的复杂高频周期信号,以及FFT(Fast Fourier Transform)法对轧辊偏心信号分析的局限性,研究了一种基于四阶累积量的Root-MUSIC(Multiple Signal Classification)法和Prony法相结合的轧辊偏心信号估计新方法.利用基于四阶累积量的Root-MUSIC法准确估计出偏心谐波的频率及谐波的个数,同时由Root-MUSIC 求得的根直接使用Prony方法估计出偏心信号的各次谐波幅值和相位.仿真结果和实验结果也验证了结合方法的可行性和有效性,在信噪比较低的情况下仍具有较高的频谱分辨率和估计精度,能准确地同时估计出偏心谐波的频率、幅值及相位,尤其在频率分辨率和抗噪声上具有FFT法无法比拟的优越性.
本文建立了一种新的高光谱图像压缩感知重建模型,编码端采用块对角的Noiselet测量矩阵对每一谱带进行独立采样,解码端首先建立高光谱图像低秩稀疏表示模型,分解为低秩与稀疏成分,并对低秩成分在空间维进行稀疏分解,进而构建联合谱间低秩性先验与谱内空间稀疏性先验的凸优化重建模型,并提出模型求解的增广拉格朗日乘子迭代算法,通过引入辅助变量与线性化技巧,使得每一子问题均存在解析解,降低了模型求解的复杂度.实验结果验证了本文模型及其算法的有效性.
为了避免单个滤波器在收敛速度与稳态误差上相互制约,从而导致系统性能降低的问题,本文采用凸组合最小均方算法(Combined Least Mean Square,CLMS), 将快速滤波器和慢速滤波器并联使用,同时为进一步改善CLMS算法的性能,对已有的变步长凸组合最小均方算法(Variable Step-size Convex Combination of LMS,VSCLMS)做出改进,提出了一种新的VSCLMS算法.在该算法中,对快速滤波器选用以最小均方权值偏差(Minimization of Mean Square Weight Error,MMSWE)为准则的按步分析的变步长滤波器;对慢速滤波器采用以稳态最小均方误差(Least Mean Square,LMS)为准则的固定步长滤波器.通过理论分析与仿真实验表明,该算法能够在噪声、时变以及非平稳的环境下保持较好的随动性能,且在各个阶段均保持良好的收敛性,与传统的CLMS、VSCLMS算法相比,不仅具有更快的收敛速度,而且拥有稳定的均方性能和较优的跟踪性能,为自适应滤波算法的研究提供了一条可行途径.
提出了一种基于服务簇的服务替换方法.将服务库中服务聚类形成服务簇,并建立相应的服务簇网元及其矩阵模型.假设基于服务簇的服务组合已建立,通过分析服务组合流程,构建了组合服务网模型.根据失效服务网元标准矩阵和组合服务网模型,提出了一种替换服务的快速查找与替换算法.实验结果例证了本文方法的正确性和有效性,并表明基于失效服务网元标准矩阵实施服务替换,可提高服务的替换效率,保持服务组合模型的健壮性.
在实际的多目标优化中,决策者通常只对少部分的Pareto最优解感兴趣.然而,传统多目标优化算法关注整个Pareto最优面上的解集,这不仅需要花费大量计算时间在无用解的搜索上,同时决策者也很难从众多解中选出符合自己偏好的解(特别是问题目标个数大于3时).为此,本文提出了一种利用个体间的角度关系的偏好多目标进化算法.该方法通过重新定义个体间的支配关系和聚集距离使那些离决策者偏好区域越近的个体优先被保留下来,从而引导种群趋近于决策者的偏好区域.
提出了一种新的时频分析方法,称为匹配Wigner变换(Matched Wigner Transform,MWT).该变换通过泰勒级数扩展傅立叶旋转因子e-jωτ来匹配双线性信号核,能够对单分量高阶多项式相位信号(Polynomial Phase Signal,PPS)分析得到聚集性最优的时频分布(Time Frequency Distribution,TFD),且克服了自交叉项的干扰.基于MWT,给出了一种有效实现PPS的瞬时频率(Instantaneous Frequency,IF)和参量估计的迭代算法,并通过仿真算例验证了算法的有效性.最后,将该方法应用于水下运动声源的微弱多普勒信号分析,得到良好的海试试验结果.
单载波频域均衡(SC-FDE)技术可以有效地克服无线传输中的多径衰落,而多输入多输出(MIMO)能大大提高频谱利用率.两者的结合已成为下一代无线通信系统上行链路的传输方案.然而,当无线信道是快速时变时,MIMO SC-FDE系统的频域信道矩阵将为非对角矩阵,形成严重的频域子信道间干扰,使系统性能急剧下降.针对这一问题,本文采用在分数阶傅里叶域均衡代替传统频域均衡,提出MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡(MIMO SC-FrFDE) 系统.通过选择合适的分数阶傅里叶变换阶次,实现分数阶傅里叶域信道矩阵的近似对角化.仿真结果表明,在快速时变信道下,本文提出的MIMO SC-FrFDE系统比传统MIMO SC-FDE具有更好的误码率性能.
图数据关键词查询适用于结构化、半结构化、非结构化数据,使得普通用户在不需要熟悉任何查询语言和底层数据模式情况下能检索数据.目前,图数据关键词查询技术已成为数据库和信息检索领域的研究热点.该文对现有的图数据关键词查询方法进行了综述.首先,介绍了图数据关键词查询的基本概念.然后,对关键技术进行总结和对比分析,包括搜索算法、排序、查询意图和查询评价.最后,对当前工作存在的主要问题及未来研究方向进行讨论.
针对无线传感器网络隐私保护数据融合和完整性验证难以同时兼顾问题,提出一种支持完整性验证的隐私保护直方图融合算法(iPPHA).构建两棵融合树,分别传输融合数据和冗余信息,在基站处对融合结果的完整性进行验证.针对数据包丢失问题,设计了一种ID传输方案来提高可靠性.仿真结果显示,算法可以在不明显增加网络资源消耗的前提下,进行完整性验证.改进型ID传输方案可节约70%的通信开销.
不经意传输协议是安全多方计算中的基础协议,在保护用户隐私方面有着非常重要的应用.已有的不经意传输协议缺少统计分析能力.对此,引入多方安全求和及同态加密技术,并借助一种巧妙的编码方法,提出了一种具有统计特性的不经意传输协议.在保证协议原有正确性与安全性的基础上,增加了发送者的统计特性.即在一个执行周期后发送者能够统计出各个秘密消息发送出的总次数.理论分析表明该协议安全有效,在电子商务,医疗卫生等领域有着很好的应用前景.
车载通信网络管理(NM)系统的性能直接影响到汽车电子网络通信安全.对OSEK NM中逻辑环机制实际运行状态进行建模,建立各工作状态间转换模型;引入NM诱导报文和逻辑环不稳定时间,定量分析OSEK NM逻辑环不稳定工作状态,推导出度量逻辑环工作性能的计算公式;提出一种支持第二直接后继的逻辑环建环机制,给出该机制下逻辑环的工作性能.实验结果表明:相对于OSEK NM,支持第二直接后继的建环机制不仅能够提高车载NM的实时性,而且能有效降低NM对用户报文传输的不良影响.
本文基于信号稀疏重构技术,研究利用待检测样本直接进行动目标检测的高效空时自适应处理(STAP)方案.该方案对时域降维的阵元-多普勒域数据采用空域稀疏重构技术估计高分辨率角度-多普勒谱,进而基于稀疏空时谱研究知识辅助的动目标检测算法.理论分析和仿真实验结果表明:本文算法能有效抑制杂波实现慢动目标检测,且运算量小易于实时并行处理.
介绍了一种带有可重构的波特率有限冲激响应型均衡器的高速背板发射机电路.均衡器可以根据需要设置为基于脉冲幅度调制编码的数据中心优化型二电平均衡器和四电平均衡器、边沿优化型均衡器和双二进制均衡器,以及两倍速过采样均衡器.给出了均衡器设计与优化的步骤和公式,并利用90nm CMOS工艺制作了测试芯片.在40in背板上数据率为每秒10 Gbps的实验结果较好地符合了理论分析和设计目标.当电源电压为1.2V时,发射机功耗为70.3mW,能驱动50Ω的背板,输出电平峰峰值为500mV.
传统的光学能见度仪分别存在各自的观测缺陷.数字摄像能见度观测系统是采用先进的数字摄像技术,完全仿照人眼观测能见度的原理,根据能见度的定义研制的新型能见度自动观测仪.本文重点介绍了它的基本原理、系统组成、硬件结构以及软件流程.最后给出了数字能见度仪与传统光学能见度仪及人工观测的比对结果.结果显示三者具有相同的变化趋势,但存在一定的观测差异.在降雨等复杂天气条件下,会有较大差异.
本文针对传统遥感视频处理系统接口多、功能冗余、组装不便等不足,结合某型号相机应用需求,完成了一种轻小型高集成度FPGA软件设计.该软件运行在VirtexII-3000 FPGA上,实现TDICCD驱动、数据采集、数据压缩、数据传输、遥控遥测、辅助数据编排及成像时刻标定等功能.本文重点介绍多功能集成软件设计、JPEG2000图像压缩以及压缩与Spacewire数传接口数据率的平衡.单板测试及热循环试验表明软件功能完备、性能可靠.
为了验证多核芯片的正确性,通常需要同时观测不同芯核上的多组信号.如何实时处理并发追踪中多组数据流已经成为多核芯片硅后功能验证所面临的关键挑战之一.本文提出了一种基于映射的自调节缓存选址(Map-Based Self-Regulation Location Selection,MSLS)算法,该算法通过优化多缓存选址,在片上网络通信带宽限制下保证了并发追踪数据流能够实时存储,同时降低了追踪数据流传输能耗.实验结果表明了该方法的有效性.
如何有效检测和防御工业病毒对应用层协议数据的攻击是目前工业安全网关研究的难点问题.本文提出了将Modbus TCP通讯流量转换为异常检测模型所需数据形式的预处理方法,设计了一种利用粒子群PSO算法进行参数寻优的PSO-SVM算法.该方法根据Modbus功能码序列中的模式短序列出现的频率,识别出异常的Modbus TCP通讯流量.最后,通过实验数据分析,说明了提出方法可以有效实现对Modbus功能码序列的异常检测.
为实现一种结构简单、控制方便、高效率、高功率密度的逆变器,提出了一种新型谐振直流环节软开关逆变器的拓扑结构.通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,可以实现逆变桥主开关器件的零电压开关,而且辅助开关器件可以实现零电流开通和零电压关断.此外,其辅助谐振单元只有一个辅助开关器件,所以该逆变器控制相对简单,硬件成本低.对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和软开关的实现条件.制作一个1kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性.
结合传染病动力学的SEIR模型,本文建立了适用于社交网络的信息传播模型.该模型基于社交网络用户的行为特征,分析了社交网络的传播机理和网络参数对信息传播过程的影响,得出了动力学演化方程组,刻画了信息传播过程随时间的演化规律.仿真实验的结果表明,本文提出的模型能正确地反映社交网络上的信息传播的趋势,较为准确地描述信息传播过程.
正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能.针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法.仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能.
