本文提出了一种基于多字典稀疏表示的亚像元映射算法,利用已知的同类型高空间分辨率地物分布图像,构建能够更好反映不同类别地物空间分布模式的多个字典,将待分类亚像元用每一类字典稀疏表示,并依据重构误差最小化原则以及光谱失真程度约束条件来划分亚像元的地物类别.模拟与真实数据上的实验结果表明,本文算法能有效应对地物空间分布模式的多样性,具有更高的亚像元映射精度和更好的算法鲁棒性.
地面运动目标除具有匀速、匀加速等平动的运动形式外,还可能存在如摆动,振动,旋转等周期性的微动形式,而传统的二阶距离近似模型不能准确描述微动目标的斜距历程.本文通过建立多通道合成孔径雷达地面微动目标几何模型,借助成对回波理论与SAR成像算法,推导出了微动目标图像域回波的矢量表达式,分析了微动导致的单通道方位散焦及其对通道间干涉相位的影响.设立回波的鬼影点的归一化幅度及鬼影点空域导向矢量与杂波空域导向矢量间相关系数这两个性能指标,仿真验证了在较强杂波环境中,利用鬼影点对地面运动目标进行检测仍具有良好的改善因子性能.
外辐射源雷达模糊函数副峰可能会导致检测虚警及弱小目标遮蔽.为抑制模糊函数副峰,提出了一种基于广义旁瓣对消结构的接收机滤波器设计方法,得到了广义旁瓣对消滤波器的闭式解,定量分析了该方法的信噪比损失,指出了副峰高度等因素与信噪比损失的关系.为避开滤波器设计中的高维矩阵求逆运算,提出了快速实现方法.理论分析及基于实测数据的数值计算结果表明,算法能将模糊函数副峰抑制到任意高度,且具有最小的信噪比损失.
在基于LSSS(Linear Secret-Sharing Schemes)共享矩阵的属性密码方案中,为了获得相对较高的解密效率,需要剔除授权集合中冗余参与方在解密时的计算.为达到这一目的,现有方案都需要使用授权策略进行最小参与方搜寻,而在一些应用场合下,授权策略的出现是不安全的.如果不使用授权策略,现有的解密优化方案便无法运行.本文提出一种LSSS共享矩阵下,无授权策略的属性密码解密效率提高方案.理论分析和实验表明,它可以在无授权策略情况下,找到最小参与方集合,从而提高了解密效率.
为了改善经验模态分解的分离性能,提出一种基于信号高阶微分的分解算法.本文首先讨论了经验模态实现模态分离的必要条件,并证明对输入信号进行偶数阶数值微分可以提高模态分离性能.然后在此基础上提出一种以偶数阶微分的过零点为特征的均值计算方法.最后对仿真信号的分解进行了实验研究.结果表明,本文方法可以改善分离性能,性能提高的程度与理论分析结果符合;与经验模态分解相比,本文方法具有更高的分解精度.
人的步伐信号包含着人体身体状态和健康状况等多种重要信息,因此受到越来越多的重视和研究.本文利用人体携带大量电荷这一特性,通过静电探测器对人体踏步过程中的步伐静电信号进行采集,研究人体步伐在时间尺度上的变化规律.论文提出一种自相关算法滤除信号中的噪声和干扰,通过相关系数确定步伐中的同相位点,从而获得精确步伐周期值.通过对步伐周期序列进行分解,得到步伐周期增量绝对值和变化符号两个序列,运用消除趋势波动分析对原始步伐周期序列及分解后的两个新序列进行分析,得到其长程相关性规律.通过对于实验所采集的多名测试对象的数据进行分析,发现对于所有被测人员,其步伐周期的增量绝对值序列均呈现出较强的持续正相关,而其周期变化符号呈现出明显的反相关特性.
为了更好地模拟人类视觉系统中的注意力选择,本文提出一种改进型机器人仿生认知神经网络.首先模拟人类视觉皮层结构,在已有模型基础上建立改进型仿生认知神经网络模型;增加位置层(Position Motor,PM)到感受野(Receptive Field,RF)的自上而下(top-down)的视觉注意,同时下颞叶(Inferior Temporal,IT)不再接收全局视觉信息,而改为接收带有自下而上(bottom-up)视觉注意的局部信息,不仅降低数据处理的复杂度,也更加符合人类格式塔心理;最后利用该模型实现机器人复杂背景下目标识别与跟踪.实验结果证明该方法在有效减少数据冗余、缩短处理时间的同时,还可有效提高机器人视觉系统对目标的识别准确率.
群组间信息推荐是社交网络中人们传递和分享资讯的重要途径,然而获取精确的最优推荐方案需要指数级时间开销.为此,本文提出一种有效算法EAOORS(Efficient Algorithm for Obtaining Optimal Recommendation Solution),将该指数级时间开销问题等价归约为EST(Extended Steiner Tree,扩展Steiner树)问题,并在多项式时间复杂度内快速获取近似最优推荐方案.理论分析和仿真实验表明,本文所提的算法具有有效性和实用性.
与平坦区域相比,图像纹理区域在结构上表现出更多的随机性,因此将密信嵌入到纹理丰富的区域可获得更好的安全性.本文利用相邻像素的LSB与次低LSB位之间的关系,提出一种基于像素块的纹理优先自适应隐写算法,将密信优先嵌入到复杂纹理区域.所设计的纹理判别准则能结合待嵌入密信长度,自适应选择嵌入区域.针对在嵌密过程中嵌密块可能出现的异常情况,提出一种像素值调整方案,并从理论上证明了其可行性.实验结果表明本文算法比两种经典的LSB算法和一种现有的基于边缘优先的自适应算法具有更高的嵌入效率,且对四种有代表性的隐写分析算法通常具有更强的抵御能力.
将基于视频的人体运动分析归结为高维空间中的优化问题,提出一种基于子空间构造和克隆选择的人体运动分析方法.该方法首先采用等距映射算法建立人体运动的低维流形空间,其次采用克隆选择算法在流形空间中进行姿态优化,最后通过引入时序信息提出序列克隆选择方法实现运动跟踪.该方法能准确分析视频中的人体运动,具有良好的计算效率和精度.
颜色的设备相关性导致电子地图在跨媒介再现时容易出现色彩变形以及地理信息错误传输等问题.本文分析了电子地图色域的特征,提出了一种基于SOM(Self-Organizing Maps)神经网络的色域映射方法.针对神经网络方法没有顾及电子地图色域映射过程中的色彩空间权重以及神经网络中邻域函数的各向同性假设不适用于地图色域这两个问题,提出了改进方法.将本文方法与ICC(International Color Consortium)感知再现、绝对色度再现色域映射方法进行了对比,结果表明本文方法能够很好的保持地图整体色差,能够提高电子地图颜色复制精度.
针对传统基于标签传播的复杂网络重叠社区识别算法难以准确识别重叠节点的缺陷,本文通过分析边与其邻居边的关系,提出用来评估边归属社区的归属密度函数及归属倾向性函数,并在此基础上设计一种基于边标签传播的重叠社区识别方法(OLLP).该方法首先以每条边连接2个节点中度高的节点标签作为该边的标签;然后通过分析边的归属密度与归属倾向性迭代更新边标签,最终标签相同的边属于同一社区.在基准网络与真实网络数据集上进行测试,并与多个具有代表性的算法进行比较,实验结果表明了OLLP算法的有效性和可行性.
针对现有剩余寿命预测研究中需要多个同类设备历史数据离线估计模型参数的问题,本文提出了一种基于退化数据建模的服役设备剩余寿命自适应预测方法.该方法,利用指数随机退化模型来建模设备的退化过程,基于退化监测数据运用Bayesian方法更新模型的随机参数,进而得到剩余寿命的概率分布函数及点估计.区别于现有方法,本文方法基于设备到当前时刻的监测数据,利用期望最大化算法对模型中的非随机未知参数进行在线估计,由此无需多个同类设备历史数据.最后,通过数值仿真与实例分析,验证了本文方法在剩余寿命预测时的有效性.
任务依赖关系随案例属性值变化而不同以及不可见任务的挖掘是过程发现中的两个难点.为解决上述问题,本文提出一种基于案例簇和同步核的过程发现方法.首先,分案例簇挖掘业务过程子模型中的任务依赖关系,借助同步核对这些子过程模型进行建模;之后,提出一种基于返回核的循环结构建模方法,并给出从组合案例挖掘返回核的算法;最后,将各案例簇对应的同步核与返回核进行集成,并将集成后的同步核转换为WF-net模型,由此实现了业务过程WF-net模型的重构.本文方法可有效解决不可见任务的挖掘以及任务依赖关系随案例属性值变化而不同的问题.
BR0-代数是一类重要的基础逻辑代数,其中著名的MV代数和R0-代数均是BR0-代数的特款,因而对BR0-代数研究结果具有普遍的实用性.首先,通过BR0-代数中极大并-理想的存在性证明了BR0-代数中素并-理想的存在性;其次,利用对偶范畴的思想方法和MP滤子的特征,在BR0-代数中提出了MT理想,极大MT理想,素MT理想等概念,讨论了它们的基本性质及相互关系,并通过素并-理想构造性的证明了素MT理想的存在性;最后,在非退化的BR0-代数中证明了任何一个真MT理想可以扩展为一个极大素MT理想.本文的工作是对BR0-代数研究内容和方法的有益补充.
本文研究分布式MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统圆形小区基站侧天线端口的位置优化问题.论文首先建立了包含小尺度Nakagami衰落、阴影衰落和路径损耗的复合衰落信道模型,然后在收发端皆配置多根天线、移动台于小区内具任意概率分布、发射和接收端分别实施选择性传输和最大比合并方案下,在高信噪比条件下推导出圆形小区下行平均遍历容量的近似闭型表达式;随后通过对小区进行相应的区域预划分,采用粒子群算法而非传统遗传算法以快速搜索当前区域内天线端口的最佳位置,并最终根据小区天线端口位置的整体搜索结果确定天线优化布局.仿真结果表明,本文所推导的平均遍历容量近似表达式能较好地反映分布式MIMO系统性能,且所采用的基于粒子群算法的小区最优天线端口位置搜索结果也能较好地接近理论最佳位置.
根据图像成像过程容易受泊松噪声的影响,提出用Kullback-Leibler距离描述保真项,用平方根复合函数描述正则项,建立具有自适应权系数的能量泛函正则化模型.由于模型的梯度退化和海森矩阵的规模较大,使得无法应用牛顿迭代算法.本文利用退化梯度幅值作为约束集,建立可对角化和容易求逆的海森矩阵,提出改进的牛顿投影迭代算法.仿真表明,该方法取得较小的相对误差、偏差,较高的信噪比和良好的视觉效果.
搜索引擎的查询词补全技术给搜索用户提供了较好的用户体验.针对用户检索需求随时间变化而不同这一问题,时间敏感查询词自动补全成为研究热点.时间敏感查询词补全在生成查询词补全候选列表时拟合多种时间因素,呈现出与传统查询词补全不同的特点.本文首先介绍了时间敏感查询词补全的定义和分类,然后从查询词时间敏感类型判断、补全候选词权值计算、候选词排序计算三个步骤分析了关键技术,最后对技术评价方法和技术未来发展难点与热点进行了总结和展望.
本文提出两种基于可靠度的迭代大数逻辑译码算法,从以下两个方面降低译码复杂度:(1)校验节点使用伴随式信息处理,可节省外信息的计算操作;(2)变量节点使用伴随信息进行总信息的投票计数过程.结合非均匀量化技术,接收信号在判决门限附近获得更加精细的处理.此外,本文利用量化参数和列重比例信息对可靠度偏移方向和幅度进行了设计.仿真实验表明,本文提出的算法能够在很低的量化比特(3~4 bits)下有效工作,具有优良的译码性能和快速的收敛速度.
针对时域物理光学方法求解无源互调问题的局限性,提出基于"场路结合"的数值分析方法,建立非线性金属结的等效电路模型并将其引入到全波方法中,通过全波方法与等效电路相结合的方式来分析系统的无源互调干扰.计算实例表明,该方法可以精确地计算由于金属接触非线性引起的无源互调及其作为二次辐射源所激发的电磁场,避免了时域方法在电大尺寸问题上计算的积累误差以及只能对处于远场区的简单微波结构的无源互调效应进行求解的问题.本文提出的场路结合数值分析方法为微波部件无源互调效应的研究提供了新的思路与方法.
建立光互连模块有限元分析模型并进行热循环加载有限元分析,获取了垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)与耦合元件间的位置偏移;采用正交实验设计法设计了不同焊点结构参数组合并建立有限元模型,计算相应焊点形态参数组合下的位置偏移数据并进行方差分析.结果表明:在一个热循环周期内低温保温结束时刻位置偏移最大;外端光通道的位置偏移比中间光通道的偏移值大;在置信度为95%时VCSEL焊点高度对对准偏移具有显著影响,因素显著性排序由大到小依次为:VCSEL焊点高度、陶瓷基板焊点高度、VCSEL焊点体积和陶瓷基板焊点体积;单因子变量分析表明,位置偏移随VCSEL焊点高度增加而增大.
针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.
本文根据多聚焦图像的光学成像原理,利用各向异性热扩散方程来估计图像深度信息,并讨论一种基于深度信息提取的多聚焦图像的融合算法.算法首先对两幅多聚焦图像进行光学成像过程的模拟,分别建立正向区域的热扩散方程,通过对热扩散方程的迭代求解估计出图像场景的深度信息.然后对深度信息进行自适应的区域划分,分别得到每幅图像的清晰区域,模糊区域和中间过渡区域.最后通过提取清晰区域的像素点,融合过渡区域的像素点实现多聚焦图像的融合.理论推导和实验验证表明,本方法能够克服常用算法中出现的块效应和人工痕迹,是一种有效的图像融合算法.
为了研究利用雷达散射计进行海洋表面流直接测量的可行性,本文对传统雷达散射计系统参数进行了改进,推导了相关系数模型及去相关因素的表示形式,给出了相位误差模型,并建立了利用雷达散射计进行海洋表面流直接测量的端到端仿真模型.仿真结果表明,在风速大于5m/s的海况条件下,顺轨向和交轨向速度分量标准差可达0.1m/s以下.风速大于7m/s时,可用于海洋表面流反演的刈幅范围大于散射计刈幅宽度的40%.新型散射计的风单元传递误差无论是在低风速还是在高风速条件下均优于扇形波束扫描散射计的风单元传递误差.
本文提出了一种新型的三相四线制多电平逆变器,它在常规六开关三相全桥逆变输出上,再级联一级半桥,并加入自举电路,负载中线与输入电源正极相连.在纹波跟踪分段式SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)调制下,级联的半桥电能由自举电路工作时得到.该电路拓扑结构及其控制方法,减少了多电平逆变的独立直流电源数,提高了逆变输出电压.文章用逐段计算法分析了规则采样SPWM调制法的自举电容的纹波和电流,以及产生的谐波.通过分析和实验表明,自举电容的电容量、充电回路电阻、负载和调制度等,均对自举电容的纹波和电流有影响.
基于固态硬盘的RAID-6阵列,在每次数据更新时,都需要计算和写入校验信息,降低了阵列的性能和缩短了固态硬盘的使用寿命,该论文提出了一种基于延迟写入校验信息策略的RAID-6,称为PRAID-6.在每次数据更新时,PRAID-6只计算部分校验信息,写入非易失性存储器P-Cache.在垃圾回收时,将部分校验信息与原校验信息合并,产生新的校验信息,写入固态硬盘.通过实验测试结果表明PRAID-6的响应时间比RAID-6减少了30%,比RAID-5减少了10%.垃圾回收开销比RAID-6减少了20%,比RAID-5减少了15%.
为了解决基于测距的无线网络节点定位中可能会发生翻转模糊的问题.已经有研究者证明了将节点翻转模糊问题等价为判断是否存在一条直线和所有参考节点的测距误差圆都相交的问题(Existence of Intersecting Line,EIL).在测距误差圆半径相等的情况下,EIL问题可采用凸包方法,其计算复杂度较低;而在测距误差圆半径不等的情况下,采用公切线翻转模糊检测法的计算复杂度较高.为了解决EIL问题中测距误差圆半径不等时计算复杂度较高的缺陷,本文采用正交投影方法证明了EIL问题的实质是判断是否存在一条直线,使任意两个测距误差圆在这条直线的正交投影线段有重叠,这条直线与EIL问题中的直线相垂直.根据该证明,文中提出了一种基于正交投影的节点翻转模糊检测方法.该方法通过简单的坐标变换就能代替EIL问题中求解公切线的复杂计算过程.仿真结果表明,本文提出的基于正交投影的翻转模糊检测方法和Wang提出的公切线翻转模糊检测方法相比,大大降低了计算复杂度,但检测结果和平均定位误差是等价的.
针对微波设备表面电磁泄漏位置的检测方法进行研究,根据其表面等效辐射源形式的不同,设计了不同的检测方法,并提出了相应的实验测试方案.其中,综合孔径被动辐射计成像的方法适用于表面等效辐射源为非相干源的情况;数字透镜相移成像的方法适用于表面等效辐射源为相干源的情况;物理透镜成像的方法适用于表面等效辐射源为非相干源、相干源和部分相干源的全部三种情况.
在由宏小区和家庭小区构成的双层网络中,合理的进行资源分配可有效的控制干扰和优化容量.本文通过建立双层网络的下行干扰模型,分析了不同的资源分配方案和接入机制下的网络性能,提出了接入机制的优化算法,在保证用户通信概率要求的前提下对系统容量进行了优化.仿真结果表明,本文的接入控制机制在保证用户中断概率的条件下,提高了家庭基站允许的最大发射功率,优化了系统容量.
为提高无线传感器执行器网络(WSANs)的可靠性,本文提出了一种面向WSANs的故障检测滤波器的优化设计方法.针对无线网络固有的较大的数据包传输延迟,本文将该传输延迟对网络控制系统的影响建模为一种外部噪音,创造性地提出了基于特征根分解和扰动频率估计的优化算法,以滤除网络传输延迟导致的噪音.该方法只需在有限个频率点对目标函数进行优化,且避免了马尔科夫转移矩阵难以获得的难题.最后,通过MATLAB/NS2的混合仿真验证了该设计的有效性.
针对MIMO链路Ad Hoc网络,提出了支持MIMO的线程化拓扑未知多址接入协议(MIMO-T-TTMA).MIMO-T-TTMA将时间扩展多址接入(TSMA)协议和时分多址接入(TDMA)协议以时间交替的方式相结合,进而为网络中节点分配时隙.在MIMO-T-TTMA中,每个节点被分配了若干时隙,每个分配时隙中,节点通过交互请求发送/允许发送(RTS/CTS)分组来确定发送使用的数据流数,而当RTS/CTS交互失败或者当前时隙为未分配时隙时,节点仍依一定的概率发送一个数据流,以提高网络的吞吐量.为了评估协议的性能,推导了MIMO-T-TTMA的吞吐量.数值结果表明,与已有的协议相比,MIMO-T-TTMA在节点度较大时具有较高的吞吐量,并且,吞吐量随节点度的变化比较平稳,因此,MIMO-T-TTMA适用于拓扑常发生剧烈变化的Ad Hoc网络.
