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跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法
谢意远, 高悦欣, 邢孟道, 郭亮, 孙光才
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200319
[摘要](8) [HTML全文](1) [PDF 2380KB](3)
摘要:
微波光子雷达发射大带宽跨谱段的信号,为目标的精细电磁特性描述和准确识别提供基础的同时,也亟需与之相应的大带宽大转角情况下的电磁模型参数提取方法。相比窄带条件,跨谱段信号数据量大,所含物理量信息维度高且复杂,大转角情况下距离和方位向耦合。该文提出跨谱段SAR散射中心多维参数解耦和估计方法,首先结合极坐标格式算法(PFA)和属性散射中心模型构造两维解耦波数域散射中心模型,再结合坐标下降法(CDA)将复杂的高维耦合参数估计方法简化为循环迭代的1维参数估计方法,有效降低字典维度和估计复杂度,并引入Hooke-Jeeves算法提高估计精度。最后根据各个散射中心的参数估计结果对它们的结构和位置进行识别,对仿真数据的处理实验验证了该文方法的有效性。
低轨卫星星座物联网业务量建模
程一凡, 曲至诚, 张更新
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200091
[摘要](5) [HTML全文](4) [PDF 1186KB](2)
摘要:
随着物联网(IoT)规模的不断发展,其业务需求呈现出多样化、全球化的趋势。针对地面物联网无法覆盖全球的缺点,卫星物联网尤其是低轨卫星星座(LEOSC)物联网可以有效地为地面物联网提供覆盖性能上的补充和延伸。由于低轨卫星星座物联网系统广覆盖、高动态的特点,其业务量统计特性需要考虑到环境因素造成的影响,这导致其业务量分布与地面物联网存在显著差异。从合理高效利用星上有限资源角度出发,该文研究基于低轨卫星星座的全球物联网业务模型。结合多样化的业务特点以及卫星通信系统特性,采用统计建模理论,得出了全球物联网业务模型框架。并且初步提出了一种基于最高优先级的接入策略,以供设备节点实时选择接入的卫星。仿真结果表明:泊松过程可以用于近似模拟低轨卫星物联网中大量存在的异步流量的叠加过程;由于低轨卫星具有高动态性,其业务源高速变化,导致了卫星业务忙闲不均,峰均比(PAR)较高。
一种密码专用可编程逻辑阵列的分组密码能效模型及其映射算法
李伟, 高嘉浩, 杜怡然, 陈韬
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200079
[摘要](96) [HTML全文](62) [PDF 1841KB](9)
摘要:
密码专用可编程逻辑阵列(CSPLA)是一种数据流驱动的密码处理结构,该文针对不同规模的阵列结构和密码算法映射实现能效关系的问题,首先以CSPLA的特定硬件结构为基础,以分组密码的高能效实现为切入点,建立基于该结构的分组密码算法映射能效模型并分析影响能效的相关因素,然后进一步根据阵列结构上算法映射的基本过程提出映射算法,最后选取几种典型的分组密码算法分别在不同规模的阵列进行映射实验。结果表明越大的规模并不一定能够带来越高的能效,为取得映射的最佳能效,阵列的规模参数应当与具体的硬件资源限制和密码算法运算需求相匹配,CSPLA规模约为4×4~4×6时映射取得最优能效,AES算法最优能效为33.68 Mbps/mW,对比其它密码处理结构,CSPLA具有较优的能效特性。
一种在MR图像中进行脑胶质瘤检测和病灶分割的方法
陈皓, 李广, 刘洋, 强永乾
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200033
[摘要](144) [HTML全文](89) [PDF 3399KB](10)
摘要:
针对磁共振图像(MRI)进行脑胶质瘤检测及病灶分割对临床治疗方案的选择和手术实施过程的引导都有着重要的价值。为了提高脑胶质瘤的检测效率和分割准确率,该文提出了一种两阶段计算方法。首先,设计了一个轻量级的卷积神经网络,并通过该网络完成MR图像中肿瘤的快速检测及大致定位;接着,通过集成学习过程对肿瘤周围水肿、肿瘤非增强区、肿瘤增强区和正常脑组织等4种不同区域进行分类和彼此边界的精细分割。为提高分割的准确率,在MR图像中提取了416维影像组学特征并与128维通过卷积神经网络提取的高阶特征进行组合和特征约简,将特征约简后产生的298维特征向量用于分类学习。为对算法的性能进行验证,在BraTS2017数据集上进行了实验,实验结果显示该文提出的方法能够快速检测并定位肿瘤,同时相比其它方法,整体分割精度也有明显提升。
基于历史梯度平均方差缩减的协同参数更新方法
谢涛, 张春炯, 徐永健
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200061
[摘要](126) [HTML全文](93) [PDF 1922KB](8)
摘要:
随机梯度下降算法(SGD)随机使用一个样本估计梯度,造成较大的方差,使机器学习模型收敛减慢且训练不稳定。该文提出一种基于方差缩减的分布式SGD,命名为DisSAGD。该方法采用历史梯度平均方差缩减来更新机器学习模型中的参数,不需要完全梯度计算或额外存储,而是通过使用异步通信协议来共享跨节点的参数。为了解决全局参数分发存在的“更新滞后”问题,该文采用具有加速因子的学习速率和自适应采样策略:一方面当参数偏离最优值时,增大加速因子,加快收敛速度;另一方面,当一个工作节点比其他工作节点快时,为下一次迭代采样更多样本,使工作节点有更多时间来计算局部梯度。实验表明:DisSAGD显著减少了循环迭代的等待时间,加速了算法的收敛,其收敛速度比对照方法更快,在分布式集群中可以获得近似线性的加速。
基于随机数三角阵映射的高维大数据二分聚类初始中心高效鲁棒生成算法
李旻, 何婷婷
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200043
[摘要](55) [HTML全文](45) [PDF 2092KB](0)
摘要:
Bisecting K-means算法通过使用一组“初始中心对”分割簇,得到多个二分聚类结果,然后从中选优以减轻“局部最优收敛问题”对算法性能的不良影响。然而,现有的随机采样“初始中心对”生成方法存在效率低、稳定性差、缺失值等不同问题,难以胜任大数据聚类场景。针对这些问题,该文首先创建出了“初始中心对组合三角阵”和“初始中心对编号三角阵”,然后通过建立两矩阵中元素及元素位置间的若干映射,从而实现了一种从“随机整数”集合中生成二分聚类“初始中心对”的线性复杂度算法。理论分析与实验结果均表明,该方法的时间效率及效率稳定性均明显优于常用的随机采样方法,特别适用于高维大数据聚类场景。
基于NOMA的无线携能D2D通信鲁棒能效优化算法
徐勇军, 刘子腱, 李国权, 陈前斌, 林金朝
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200175
[摘要](72) [HTML全文](31) [PDF 1686KB](11)
摘要:
针对频谱短缺、基站负荷过高、通信系统功耗较大等问题,考虑不完美的信道状态信息,该文提出一种基于非正交多址接入的无线携能(SWIPT)D2D网络鲁棒能效(EE)最大化资源分配算法(SREA)。考虑用户的服务质量约束以及最大发射功率约束,基于随机信道不确定性建立鲁棒能效最大化资源分配模型。利用Dinkelbach和变量替换方法,将原NP-hard问题转换为确定性的凸优化问题,通过拉格朗日对偶理论求得解析解。仿真结果表明,所提算法在保证蜂窝用户通信质量的同时,能够有效提高D2D用户的能效性和鲁棒性能。
基于FW-PSO算法优化无线传感网络拓扑结构的方法
张颖, 杨广媛
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT191039
[摘要](54) [HTML全文](36) [PDF 1116KB](4)
摘要:
无线传感网络(WSN)具有无标度网络的特征,通常工作在无人值守的开放性环境中,极易遭受到各种蓄意攻击。攻击使得网络发生故障,甚至会导致整个网络瘫痪。该文基于复杂网络领域的无标度网络,构建具有无标度特性的无线传感网络模型。利用烟花算法及粒子群算法(PSO)寻优过程中的搜索能力、种群多样性等优点,提出了一种FW-PSO算法,该算法在全局搜索能力和收敛速度上具有较好的性能。针对具有无标度特性的网络模型,用FW-PSO算法对网络拓扑进行优化,在不同的攻击策略下分别从动态抗毁性和静态抗毁性分析优化前后网络的性能。仿真实验表明,与其他同类算法相比,经过该文所提算法优化后的无线传感网络的动态和静态抗毁性能都有明显提升。
面向用户体验的多小区混合非正交多址接入网络资源分配方法
邵鸿翔, 孙有铭, 蔡佶昊
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT20032
[摘要](111) [HTML全文](76) [PDF 1803KB](3)
摘要:
该文研究了多小区混合非正交多址接入(MC-hybrid NOMA)网络的资源分配。为满足异构用户的服务体验,以最大化全网综合平均意见评分(MOS)累加和为目标,考虑基站选择、信道接入和功率资源分配的联合优化问题,该文提出一种用户、基站和信道3方的2阶段转移匹配算法,并根据用户MOS进行子信道功率优化。仿真结果表明所提多小区混合NOMA网络资源分配方案能有效提升全网用户服务体验和公平性。
基于Sigmoid框架的非负最小均方算法
樊宽刚, 邱海云
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT200018
[摘要](78) [HTML全文](42) [PDF 4036KB](7)
摘要:
脉冲噪声会导致非负算法在迭代过程中存在过大的误差值,进而破坏算法的稳定性使其性能严重下降,对此该文提出一种基于Sigmoid框架的非负最小均方算法(SNNLMS)。该算法将传统的非负代价函数嵌入Sigmoid框架中得到新的代价函数,新的代价函数具有抑制脉冲噪声影响的特性。此外,为了增强SNNLMS算法在稀疏系统识别问题上的鲁棒性,该文还提出基于反比例函数的反比例Sigmoid非负最小均方算法(IP-SNNLMS)。仿真结果表明SNNLMS算法有效地解决了脉冲噪声造成的失调问题;IP-SNNLMS增强了算法鲁棒性,改进了算法在稀疏系统识别问题中收敛速率上的缺陷。
基于k-匿名的隐私保护计算卸载方法
赵星, 彭建华, 游伟, 陈璐
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT191046
[摘要](48) [HTML全文](33) [PDF 2913KB](4)
摘要:
针对移动边缘计算(MEC)中用户的卸载任务及卸载频率可能使用户被攻击者锁定的问题,该文提出一种基于k-匿名的隐私保护计算卸载方法。首先,该方法基于用户间卸载任务及其卸载频率的差异性,提出隐私约束并建立基于卸载频率的隐私保护计算卸载模型;然后,提出基于模拟退火的隐私保护计算卸载算法(PCOSA)求得最优的k-匿名分组结果和组内各任务的隐私约束频率;最后,在卸载过程中改变用户原始卸载频率满足隐私约束,最小化终端能耗。仿真结果表明,PCOSA算法能找出用户所处MEC节点下与用户卸载表现最相近的k个用户形成匿名集,有效保护了所有用户隐私。
具有聚类结构相似性的非参数贝叶斯字典学习算法
董道广, 芮国胜, 田文飚, 张洋, 刘歌
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT190496
[摘要](36) [HTML全文](25) [PDF 7305KB](4)
摘要:
利用图像结构信息是字典学习的难点,针对传统非参数贝叶斯算法对图像结构信息利用不充分,以及算法运行效率低下的问题,该文提出一种结构相似性聚类beta过程因子分析(SSC-BPFA)字典学习算法。该算法通过Markov随机场和分层Dirichlet过程实现对图像局部结构相似性和全局聚类差异性的兼顾,利用变分贝叶斯推断完成对概率模型的高效学习,在确保算法收敛性的同时具有聚类的自适应性。实验表明,相比目前非参数贝叶斯字典学习方面的主流算法,该文算法在图像去噪和插值修复应用中具有更高的表示精度、结构相似性测度和运行效率。
基于改进Mask R-CNN的模糊图像实例分割的研究
陈卫东, 郭蔚然, 刘宏炜, 朱奇光
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT190604
[摘要](53) [HTML全文](9) [PDF 1744KB](20)
摘要:
Mask R-CNN是现阶段实例分割相对成熟的方法,针对Mask R-CNN算法当中还存在的分割边界精度以及对于模糊图片鲁棒性较差等问题,该文提出一种基于改进的Mask R-CNN实例分割方法。该方法首先提出在Mask分支上使用卷积化条件随机场(ConvCRF)来优化Mask分支对于候选区域进一步分割,并使用FCN-ConvCRF分支来代替原有分支;之后提出新锚点大小和IOU标准,使得RPN候选框能够涵盖所有实例区域;最后使用一种添加部分经过转换网络转换的数据进行训练的方法。总的mAP值与原算法相比提升了3%,并且分割边界精确度和鲁棒性都有一定提高。
一种星载通信混合反射面天线的设计方法
李建军, 尹鹏飞, 赵现斌
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT190564
[摘要](15) [HTML全文](5) [PDF 2762KB](10)
摘要:
为了使星载通信天线产生1个赋形波束覆盖服务区,同时产生1个固定点波束和1个有限扫描点波束,该文提出一种由2个赋形反射面和3个馈源组成的混合反射面天线。该天线是以赋形主反射面共用为基础,等效为2副单馈源单偏置反射面天线和1副双偏置格里高利型赋形反射面天线,分别产生赋形波束、固定点波束和有限扫描点波束。通过对一副口径为1.2 m的天线各个波束进行仿真实验,赋形波束在Ku收、发频段时波束覆盖区边缘(EoC)方向性系数为27.5 dBi,固定点波束在C收、发频段时天线口径效率高于70%,通过将赋形副反射面及对应馈源横向偏焦实现Ka收、发频段的点波束在服务区内外的扫描,仿真结果表明该混合反射面天线可实现C/Ku/Ka频段的同时通信任务。
网络空间安全中的人格研究综述
吴桐, 郑康锋, 伍淳华, 王秀娟, 郑赫慈
当前状态:  doi: 10.11999/JEIT190806
[摘要](19) [HTML全文](1) [PDF 1917KB](12)
摘要:
网络空间是所有信息系统的集合,是人类赖以生存的信息环境。网络空间安全已经从物理域、信息域安全扩展到以人为中心的认知域和社会域安全,对人的安全研究已经成为了网络空间安全的必然趋势。人是复杂多变的综合体,而人格作为人的稳定的心理特征,成为了人的安全相关研究的切入点。该文梳理当前网络空间安全中的人格研究,介绍了网络空间安全和人格的基本概念,提出了网络空间安全中人格的研究框架,涵盖理论研究、技术研究和技术应用3个层次;其中技术研究主要包括人格测量、人格的安全脆弱性和针对人的安全防护3部分;详细探讨了当前人格安全研究现状和存在的问题,最后讨论了未来的研究方向和发展趋势。
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2020-09ML 目录
2020, 42(9): 1-4.  
[摘要](2) [PDF 212KB](0)
摘要:
能源关键基础设施网络安全威胁与防御技术综述
李建华
2020, 42(9): 2065-2081.   doi: 10.11999/JEIT191055
[摘要](145) [HTML全文](96) [PDF 2787KB](19)
摘要:
在信息技术飞速发展的背景下,能源关键基础设施得到了变革性的飞速发展,与人工智能、大数据、物联网等新技术深度融合。信息技术在显著优化能源关键基础设施的效率和性能的同时,也带来了更加具有持续性和隐蔽性的新型安全威胁。如何针对能源关键基础设施建立体系化、智能化的安全防御体系是亟需解决的问题。该文从能源关键基础设施本身的发展趋势入手,对其面对的传统和新型安全威胁的机理进行了分析。在此基础上,对能源关键基础设施的防御技术演进进行深入的研究和分析。
基于深度学习的Android恶意软件检测:成果与挑战
陈怡, 唐迪, 邹维
2020, 42(9): 2082-2094.   doi: 10.11999/JEIT200009
[摘要](108) [HTML全文](65) [PDF 471KB](14)
摘要:
随着Android应用的广泛使用,Android恶意软件数量迅速增长,对用户的财产、隐私等造成的安全威胁越来越严重。近年来基于深度学习的Android恶意软件检测成为了当前安全领域的研究热点。该文分别从数据采集、应用特征、网络结构、效果检测4个方面,对该研究方向已有的学术成果进行了分析与总结,讨论了它们的局限性与所面临的挑战,并就该方向未来的研究重点进行了展望。
领域独立智能规划技术及其面向自动化渗透测试的攻击路径发现研究进展
臧艺超, 周天阳, 朱俊虎, 王清贤
2020, 42(9): 2095-2107.   doi: 10.11999/JEIT191056
[摘要](156) [HTML全文](112) [PDF 443KB](11)
摘要:
攻击路径发现是自动化渗透测试领域的重要研究方向。该文综合论述了领域独立智能规划技术在面向自动化渗透测试的攻击路径发现上的研究进展及应用前景。首先介绍了攻击路径发现的基本概念并按照技术原理将其划分为基于领域相关和领域独立规划技术的攻击路径发现方法。然后介绍了领域独立智能规划算法,包括确定性规划算法、非确定性规划算法和博弈规划的技术原理和发展状况并就各类方法在攻击路径发现中的应用进行了综述。接着分析总结了渗透测试过程的特点,对比了领域独立智能规划算法应用在面向自动化渗透测试的攻击路径发现时的优缺点。最后对攻击路径发现将来的发展方向进行了总结和展望,希望对未来进一步的研究工作有一定的参考价值。
基于指令虚拟化的安卓本地代码加固方法
张晓寒, 张源, 池信坚, 杨珉
2020, 42(9): 2108-2116.   doi: 10.11999/JEIT191036
[摘要](197) [HTML全文](127) [PDF 3887KB](14)
摘要:
安卓系统越来越广泛地被应用于各种类型的智能设备,比如智能手机、智能手表、智能电视、智能汽车。与此同时,针对这些平台应用软件的逆向攻击也日益增多,这不仅极大地侵犯了软件开发者的合法权益,也给终端用户带来了潜在的安全风险。如何保护运行在各种类型设备上的安卓应用软件不被逆向攻击成为一个重要的研究问题。然而,现有的安卓软件保护方法比如命名混淆、动态加载、代码隐藏等虽然可在一定程度上增加安卓软件的逆向难度,但是原理相对简单容易被绕过。一种更为有效的方法是基于指令虚拟化的加固方法,但已有的指令虚拟化方法只针对特定架构(x86架构),无法兼容运行于多种架构的安卓设备。该文针对安卓应用软件中的本地代码提出了一种架构无关的指令虚拟化技术,设计并实现了基于虚拟机打包保护(VMPP)的加固系统。该系统包含一套基于寄存器架构的定长虚拟指令集、支持该虚拟指令集的解释器以及可以与现有开发环境集成的工具链。在大量C/C++代码以及真实安卓软件上的测试表明,VMPP在引入较低的运行时开销下,能够显著提升安卓本地代码的防逆向能力,并且可被用于保护不同架构上的安卓本地代码。
一种基于内核事件的Windows系统游戏反外挂方法
傅建明, 杨铮, 罗陈可, 黄坚伟
2020, 42(9): 2117-2125.   doi: 10.11999/JEIT190695
[摘要](242) [HTML全文](162) [PDF 2646KB](7)
摘要:
针对目前客户端反外挂方法的诸多局限,该文提出一种基于内核事件的网络游戏反外挂方法,并实现了反外挂系统CheatBlocker。该方法通过监控Windows系统中的内核事件监视和拦截进程间的异常访问及异常模块注入,同时从内核注入反外挂动态加载库(DLL)用以阻断鼠标键盘的模拟。实验结果表明,CheatBlocker可防御进程模块注入外挂和用户输入模拟类外挂,且具有较低的性能开销。而且,CheatBlocker无需修改内核数据或代码,相比于目前的反外挂系统具有更好的通用性与兼容性。
基于遗传算法的恶意代码对抗样本生成方法
闫佳, 聂楚江, 苏璞睿
2020, 42(9): 2126-2133.   doi: 10.11999/JEIT191059
[摘要](189) [HTML全文](112) [PDF 1580KB](13)
摘要:
机器学习已经广泛应用于恶意代码检测中,并在恶意代码检测产品中发挥重要作用。构建针对恶意代码检测机器学习模型的对抗样本,是发掘恶意代码检测模型缺陷,评估和完善恶意代码检测系统的关键。该文提出一种基于遗传算法的恶意代码对抗样本生成方法,生成的样本在有效对抗基于机器学习的恶意代码检测模型的同时,确保了恶意代码样本的可执行和恶意行为的一致性,有效提升了生成对抗样本的真实性和模型对抗评估的准确性。实验表明,该文提出的对抗样本生成方法使MalConv恶意代码检测模型的检测准确率下降了14.65%;并可直接对VirusTotal中4款基于机器学习的恶意代码检测商用引擎形成有效的干扰,其中,Cylance的检测准确率只有53.55%。
域间路由系统级联失效下的目标失效链路定位方法研究
曾子懿, 邱菡, 朱俊虎, 王清贤, 陈迪
2020, 42(9): 2134-2141.   doi: 10.11999/JEIT200008
[摘要](85) [HTML全文](54) [PDF 1499KB](2)
摘要:
协同跨平面会话中断攻击(CXPST)通过反复对多条目标关键链路实施低速率拒绝服务攻击(LDoS)造成域间路由系统的级联失效,从而导致互联网的崩溃。在攻击发生的初期,准确定位受攻击的关键链路并进行针对性防御可遏制级联失效的发生。现有定位方法研究主要基于单源假设,没有考虑多条目标链路同时失效对路径撤回的影响,定位准确度受限。针对上述问题,该文提出一种基于加权统计匹配得分的多失效链路定位方法(WSFS),以级联失效攻击目标链路选择策略作为推断基础,将撤销路径长度的倒数作为权重对评分进行加权。基于实际网络拓扑和有利点位置的级联失效攻击仿真实验结果表明,WSFS比目前最优方法平均准确率可提升5.45%。实验结果证明WSFS相比于其他定位方法更适合应对域间路由系统级联失效下的目标失效链路定位问题。
基于区块链的零知识位置证明方法研究
余荣威, 周博孝, 王丽娜, 朱欣焰, 谢辉华, 谢红军
2020, 42(9): 2142-2149.   doi: 10.11999/JEIT191054
[摘要](70) [HTML全文](53) [PDF 1293KB](5)
摘要:
地理位置虚拟软件泛滥、民用卫星定位信号易模拟或篡改,致使地理位置可信认证难以实现。针对已有位置证明方案采用中心化架构存在单点失效和易引起集中攻击等安全风险,该文引入去中心化范式思路,利用区块链具有的去中心化、不可篡改、可追溯等特点,并结合零知识证明协议,提出了基于区块链的零知识位置证明方法,实现了以去中心化、保护隐私、高度准确、审查抵制的地理位置认证服务,从而确保用户所提供位置的准确性。该方法不仅能消除中心化位置证明的弊端,确保位置数据的机密性,而且被证明位置数据一旦上链后不可篡改,实现了不可抵赖性。测试分析结果表明:完整的证明流程(包含证明生成验证和上链全过程)实际测试每次平均用时约5 s,其中证明生成和验证的总耗时是50.5~55.5 ms。因此,算法具有较好的性能开销,可满足实际应用需求。
一种软判决下的RS码识别算法
吴昭军, 张立民, 钟兆根, 刘传辉
2020, 42(9): 2150-2157.   doi: 10.11999/JEIT190690
[摘要](1236) [HTML全文](274) [PDF 2316KB](4)
摘要:
针对现有RS码识别算法需要对码字符号在不同域之间进行转化,且容错性能较差的问题,该文提出一种直接利用软判决序列完成RS码识别算法。算法首先从RS码定义出发,给出了RS码校验关系从GF(2m)到GF(2)上的等价转换方式,从而避免了不同域下复杂的符号转化;其次引入了能够衡量校验关系成立大小的平均校验符合度概念,然后基于其统计特性以及极大极小判决准则,遍历可能的码长以及对应的m级本原多项式,进行初始码根校验匹配,从而完成码长以及本原多项式识别;最后利用识别出的码长以及本原多项式,构建本原多项式下GF(2m),进行连续码根匹配判决,最终完成码生成多项式识别。仿真结果表明:推导的平均校验符合度统计特性与实际情况一致,算法能在低信噪比下有效完成参数识别;同时该算法具有较好的低信噪比适应能力,在信噪比为6 dB条件下,工程中常见的RS码识别率均能达到90%以上。与现有算法相比,该文算法性能明显好于硬判决算法,且比传统算法提升1 dB以上性能。
基于熵编码的立体视频加密与信息隐藏算法
高巍, 蒋刚毅, 郁梅, 骆挺
2020, 42(9): 2158-2165.   doi: 10.11999/JEIT190345
[摘要](246) [HTML全文](129) [PDF 4706KB](7)
摘要:

针对立体视频的安全性,该文提出一种基于熵编码的立体视频加密与信息隐藏算法。首先,结合立体视频编码结构,分析误差漂移的物理机制,并根据立体视觉掩蔽效应,确定左右视点的加密帧和隐秘信息待嵌入帧。其次,在基于上下文自适应二进制算术编码(CABAC)的熵编码中,通过等长码字替换技术,实现立体视频的加密和信息隐藏。实验结果表明,视频码流经加密与信息隐藏之后格式兼容、比特率不变,视频感知质量无明显下降,在计算复杂度和码率增加率上有显著优势。

节点中介性和频谱离散度感知虚拟光网络生存性协同映射
刘焕淋, 胡会霞, 陈勇, 温濛, 王展鹏
2020, 42(9): 2166-2172.   doi: 10.11999/JEIT190543
[摘要](114) [HTML全文](84) [PDF 1993KB](6)
摘要:
虚拟网络的映射策略影响弹性光网络(EON)资源可用性和网络生存性。该文提出一种基于节点间距离和频谱离散度感知的虚拟光网络生存性协同映射(CM-DSDA)算法,研究节点计算资源和拓扑位置中介性的光节点排序策略,设计频谱离散度方法评价链路频谱碎片化程度。在虚拟链路的生存性映射中,选择邻接已映射节点中消耗频隙数少且频谱离散度低的工作光路和保护光路协同映射虚拟网络。仿真结果表明所提算法能有效地提高EON的频谱占用率和减少带宽阻塞率。
运营商网络中基于深度强化学习的服务功能链迁移机制
陈卓, 冯钢, 何颖, 周杨
2020, 42(9): 2173-2179.   doi: 10.11999/JEIT190545
[摘要](211) [HTML全文](128) [PDF 1876KB](26)
摘要:
为改善运营商网络提供的移动服务体验,该文研究服务功能链(SFC)的在线迁移问题。首先基于马尔可夫决策过程(MDP)对服务功能链中的多个虚拟网络功能(VNF)在运营商网络中的驻留位置迁移进行模型化分析。通过将强化学习和深度神经网络相结合提出一种基于双深度Q网络(double DQN)的服务功能链迁移机制,该迁移方法能在连续时间下进行服务功能链的在线迁移决策并避免求解过程中的过度估计。实验结果表明,该文所提出的策略相比于固定部署算法和贪心算法在端到端时延和网络系统收益等方面优势明显,有助于运营商改善服务体验和资源的使用效率。
融合区块链与雾计算系统中基于网络时延和资源管理的优化任务卸载方案
刘通, 唐伦, 何小强, 陈前斌
2020, 42(9): 2180-2185.   doi: 10.11999/JEIT190654
[摘要](639) [HTML全文](377) [PDF 1346KB](33)
摘要:
针对如何基于有限的系统剩余资源进行任务优化卸载以增加移动终端的数字货币收益问题,该文在融合区块链与雾计算系统中提出一种基于节点剩余资源、网络时延的任务卸载方案。为了实现任务的优化卸载,首先基于任务量对移动终端的预期收益进行了分析,其次基于网络节点剩余计算资源、存储资源、功率资源、网络时延联合分析了移动终端的支出。此后以最大化移动终端的数字货币收益为优化目标建立了数学优化模型,并利用模拟退火(SA)算法对优化模型进行求解。仿真结果证明上述方案的有效性。
MIMO异构网络中一种基于人工噪声的抗主动窃听者的鲁棒安全传输方案
张波, 黄开枝, 林胜斌, 易鸣, 陈亚军
2020, 42(9): 2186-2193.   doi: 10.11999/5EIT190649
[摘要](180) [HTML全文](116) [PDF 755KB](10)
摘要:
为保证MIMO异构网络面临多天线主动窃听时的安全性,该文提出一种基于人工噪声的抗主动窃听者的鲁棒安全传输方案。首先,考虑窃听者发送上行导频干扰的情形,研究了其发送的上行导频干扰对合法用户信道估计的影响。随后,基于信道估计结果对宏基站、微基站的下行数据与噪声信号的预编码矩阵进行设计,并推导了此种情形下系统安全速率的表达式。然后,以系统安全速率最大化为目标对基站的下行数据与噪声信号的发送功率进行优化设计,并提出一种基于1维线性搜索的求解方法。进一步地,考虑窃听者在发送上行导频干扰后,继而发送噪声干扰用户下行通信的情形,提出一种基于离散零和博弈方法来获取最优的发送功率设计。仿真结果验证了所提方案的安全性和鲁棒性。
一种改进的虚拟力重定位覆盖增强算法
周非, 郭浩田, 杨伊
2020, 42(9): 2194-2200.   doi: 10.11999/JEIT190662
[摘要](1080) [HTML全文](227) [PDF 2260KB](17)
摘要:
在移动无线传感网络(MWSN)的部署问题中最关键的是如何提供最大的区域覆盖范围。针对现有的覆盖控制算法存在覆盖率不理想、部署效率低、能耗过高的问题,该文提出了一种高效部署策略。第1阶段利用Voronoi图获得整个网络的覆盖孔,检测Voronoi多边形内的未覆盖区域,并提供虚拟力驱动传感器移动,同时采用动态调整策略改变移动步长,从而减少能量损耗;第2阶段提出一种检测机制,利用Delaunay三角网检测传感器之间的局部覆盖孔并进行修复。仿真结果表明,该算法在提高网络覆盖率的同时加快了收敛速度,为部署移动无线传感网络提供了新的解决思路。
带有特征感知的D2D内容缓存策略
杨静, 李金科
2020, 42(9): 2201-2207.   doi: 10.11999/JEIT190691
[摘要](278) [HTML全文](205) [PDF 925KB](15)
摘要:
设备到设备通信(D2D)可以有效地卸载基站流量,在D2D网络中不仅需要共享大众化内容还需要个性化内容缓存。该文对缓存内容选择问题进行了深入研究,提出一种结合特征感知的内容社交价值预测(CSVP)方法。价值预测不仅可以降低时延也可以减少缓存替换次数降低缓存成本。首先结合用户特征和内容特征计算内容当前价值,然后通过用户社交关系计算未来价值。微基站根据内容的价值为用户提供个性化内容缓存服务,宏基站则在每个微基站的缓存内容中选择价值较大部分的内容。仿真结果表明,该文提出的缓存策略可以有效缓解基站流量,与其他方法相比降低时延约20%~40%。
基于ICA和特征提取的MIMO信号调制识别算法
张天骐, 范聪聪, 葛宛营, 张天
2020, 42(9): 2208-2215.   doi: 10.11999/JEIT190320
[摘要](317) [HTML全文](183) [PDF 1577KB](33)
摘要:
针对非协作通信中多输入多输出(MIMO)信号的盲调制识别,该文提出一种基于独立分量分析(ICA)和特征提取的调制识别算法。根据空分复用MIMO系统各发送天线上信号的独立性,利用ICA算法从接收的混合信号中分离出发射信号。为实现全盲条件下的调制识别,在进行ICA分离前,利用最小描述长度(MDL)准则估计发射天线数。在得到发射信号之后,首先利用6阶累积量、循环谱和4次方谱算法构造4个特征参数,然后利用分层结构的神经网络分类器识别信号的调制类型。仿真结果表明,所提方法可在较低信噪比下对{2PSK, 2ASK, 2FSK, 4PSK, 4ASK, MSK, 8PSK, 16QAM}8种MIMO信号进行有效识别,当发送天线数为2、接收天线数为5、信噪比为2 dB时,识别率可达到98%以上。
基于改进稀疏度自适应匹配算法的免授权非正交多址接入上行传输多用户检测
王茜竹, 方冬, 吴广富
2020, 42(9): 2216-2222.   doi: 10.11999/JEIT190505
[摘要](175) [HTML全文](93) [PDF 1754KB](9)
摘要:
免授权非正交多址接入技术(NOMA)结合多用户检测技术(MUD),能够满足大规模机器通信(mMTC)场景中的大连接量、低信令开销和低时延传输等需求。在基于压缩感知(CS)的MUD算法中,活跃用户数往往作为已知信息,而实际通信系统中很难准确估计。基于此,该文提出一种改进稀疏度自适应匹配的多用户算法(MSAMP-MUD)。该算法首先利用广义Dice系数匹配准则选择与残差最匹配的原子,更新用户支撑集;当残差能量接近噪声能量时,终止迭代,从而获得最终支持集;否则,采取上述准则更新用户支撑集,提高支撑集中活跃用户数估计精度。在迭代过程中,根据最近两次残差能量之比,选取不同的迭代步长,以降低检测迭代次数。仿真结果表明,所提算法与传统基于CS的MUD算法相比,误码率降低约9%,迭代次数减少约10%。
基于新息的自适应增量Kalman滤波器
孙小君, 周晗, 闫广明
2020, 42(9): 2223-2230.   doi: 10.11999/JEIT190493
[摘要](112) [HTML全文](87) [PDF 2792KB](14)
摘要:
在一定环境条件下,当系统的量测方程没有进行验证或校准时,使用该量测方程往往会产生未知的系统误差,从而导致较大的滤波误差。增量方程的引入可以有效解决欠观测系统的状态估计问题。该文考虑带未知噪声统计的线性离散增量系统,首先提出一种基于新息的噪声统计估计算法。可以得到系统噪声统计的无偏估计。进而,提出一种新的增量系统自适应Kalman滤波算法。相比已有的自适应增量滤波算法,该文所提算法得到的状态估计精度更高。两个仿真实例证明了其有效性和可行性。
一种Alpha稳定分布噪声下的体积目标长度估计方法
王彬, 侯越圣
2020, 42(9): 2231-2238.   doi: 10.11999/JEIT190327
[摘要](163) [HTML全文](121) [PDF 2220KB](5)
摘要:
为了解决Alpha稳定分布噪声环境下运动舰船目标的长度估计问题,该文借鉴非线性变换抑制脉冲噪声以及多普勒目标运动特性估计思想,提出基于广义时频分析(G-TFA)和最小二乘估计的运动目标长度估计方法。该方法首先利用G-TFA获取Alpha稳定分布噪声环境下运动目标的多普勒频率,然后利用最小二乘方法估计出目标航速和不同位置的横正时刻,最后利用上述估计结果计算目标长度。以广义Winger-Ville分布(G-WVD)为例,从理论上推导了G-TFA在Alpha稳定分布噪声环境下具有提取目标多普勒特征的能力,并通过仿真实验验证了该算法在中低混合信噪比下的稳健性。与现有算法相比,该文所提算法不需要估计噪声特征指数,算法性能优于基于传统时频分析的估计方法。
基于SαS分布的高斯化处理研究
王平波, 代振, 卫红凯
2020, 42(9): 2239-2245.   doi: 10.11999/JEIT190539
[摘要](645) [HTML全文](219) [PDF 3186KB](38)
摘要:
针对非高斯背景干扰下的弱信号检测需求,在综述高斯化处理与扩展匹配滤波概念及思路的基础上,该文提出了两种基于对称α稳定分布建模的高斯化处理方法,构建了相应的扩展匹配滤波检测器,并对比早先建立的混合高斯分布下的高斯化处理,对其高斯化效果、对应检测性能、运行速度等进行了仿真研究。研究表明,高斯化处理可以降低背景干扰的非高斯性,从而提高后续匹配滤波的检测性能;基于对称α稳定分布的高斯化处理,在保持性能的同时,具有更高的运行效率。
单通道合成孔径雷达抗调频斜率失配干扰新方法
孟智超, 卢景月, 张帅钦, 张磊, 王虹现
2020, 42(9): 2246-2252.   doi: 10.11999/JEIT190687
[摘要](646) [HTML全文](256) [PDF 4043KB](27)
摘要:
该文针对单通道合成孔径雷达(SAR)无法有效抑制调频斜率失配干扰的问题进行了深入的研究。根据干扰频谱与真实回波频谱的差异,该文提出了一种基于频域匹配滤波处理的合成孔径雷达调频斜率失配干扰抑制方法。该方法在准确测得干扰调频斜率的基础上,首先利用干扰信号的空间稀疏性以及低信干比(SIR)的特点,对干扰位置进行稀疏超分辨估计以获得较为精确的干扰时延相位。然后通过获得的干扰调频斜率和时延相位重建干扰信号频谱,以此为基础设计正交匹配滤波器在频域实施干扰信号的抑制,并重建无失真场景图像。最后,计算机仿真实验验证了该文所提方法的有效性。
UWB-MIMO穿墙雷达三维成像与运动补偿算法研究
刘新, 阎焜, 杨光耀, 叶盛波, 张群英, 方广有
2020, 42(9): 2253-2260.   doi: 10.11999/JEIT190356
[摘要](267) [HTML全文](144) [PDF 4471KB](22)
摘要:
该文提出一种适用于超宽带MIMO稀疏阵列的Kirchhoff迁移成像和运动补偿方法。该方法将传统Kirchhoff积分方程引入到MIMO阵列中,并利用后向格林函数替代前向格林函数来解决小阵列大视场的问题。另外,在通过微波开关切换分时复用的方式来采集接收单元回波数据的同时,增加1个参考通道直接采集参考单元的回波信号来估计运动目标的位置变化信息,对MIMO通道的数据进行运动补偿后再进行3D成像,有效避免了因目标运动导致的散焦和成像结果偏移真实位置的问题。
基于子孔径Keystone变换的曲线轨迹大斜视SAR回波模拟
李根, 马彦恒, 侯建强, 徐公国
2020, 42(9): 2261-2268.   doi: 10.11999/JEIT190674
[摘要](618) [HTML全文](247) [PDF 2022KB](27)
摘要:
大机动条件下的曲线轨迹大斜视SAR系统传递函数具有复杂的多维空变性,现有的高效频域回波模拟算法均难以实现扩展场景的高精度回波模拟。为此,该文提出一种基于子孔径Keystone变换的机动SAR回波模拟方法。该方法根据距离徙动校正后的距离压缩函数对场景的距离压缩回波进行快速模拟,然后通过高精度的距离向逆处理实现扩展场景的回波模拟。为减少残余距离徙动对回波模拟精度的影响,距离向处理过程中采用子孔径Keystone变换的方法实现空变距离徙动的精确校正。理论分析和仿真结果表明,所提方法能够快速高精度地模拟扩展场景的机动平台大斜视SAR原始回波数据。
基于非局部操作的深度卷积神经网络车位占用检测算法
申铉京, 沈哲, 黄永平, 王玉
2020, 42(9): 2269-2276.   doi: 10.11999/JEIT190349
[摘要](216) [HTML全文](187) [PDF 3243KB](26)
摘要:
随着城市交通智能化发展,准确高效地获取可用车位对于解决日益严峻的停车难问题至关重要。该文提出一种基于非局部操作的深度卷积神经网络车位占用检测算法。针对停车位图像特性,引入非局部操作,度量远距离像素间的相似性,直接获取边缘高频特征;使用小卷积核获取局部细节特征;以端到端的方式训练网络。实验中,通过设置不同卷积核尺寸和非局部模块层数,优化网络结构。实验结果表明,该文所提算法与传统的基于纹理特征的车位占用检测算法相比,无论在预测精度还是模型的泛化性能,均具有显著的优势。与当前广泛应用的基于局部特征提取的卷积神经网络相比,该算法具有较大的优势。在真实场景中,该算法同样具有较高精度,具备实际应用价值。
基于样本选择的RGBD图像协同显著目标检测
刘政怡, 刘俊雷, 赵鹏
2020, 42(9): 2277-2284.   doi: 10.11999/JEIT190393
[摘要](269) [HTML全文](162) [PDF 2427KB](16)
摘要:
协同显著目标检测的目的是在包含两张及以上相关图像的图像组中检测共同显著的物体。该文提出一种利用机器学习的方法对协同显著目标进行检测。首先,基于4个评分指标从图像组中选择部分显著目标易于检测的简单图像,构成简单图像集;接着,基于协同一致性的原则,从简单图像集中提取正负样本,并用深度学习模型提取的高维语义特征表示正负样本;再者,利用正负样本训练的协同显著分类器对图像中的超像素进行分类,得到协同显著目标区域;最后,经过一个平滑融合的操作,得到最终的协同显著图。在公开数据集上的测试结果表明,所提算法在检测精度和检测效率上优于目前的主流算法,并具有较强的鲁棒性。
基于多通道多尺度卷积神经网络的单幅图像去雨方法
柳长源, 王琪, 毕晓君
2020, 42(9): 2285-2292.   doi: 10.11999/JEIT190755
[摘要](251) [HTML全文](164) [PDF 8551KB](21)
摘要:
雨天等恶劣天气会严重影响到图像成像质量,从而影响到视觉处理算法的性能。为了改善雨天图像的成像质量,该文提出一种基于多通道多尺度卷积神经网络的去雨算法,建立了多通道多尺度卷积神经网络结构来提取雨线特征。首先利用小波阈值引导的双边滤波将有雨图像进行分解,得到高频雨线图像和轮廓保持度高的低频背景图像。然后为了使图像高频部分的雨线信息更为明显,减少雨线特征学习时高频图像中的背景误判,将得到的高频雨线图像再一次通过滤波器得到减弱背景信息同时增强雨线信息的到更高频雨线图像。其次针对低频背景图像上也残留了大量雨痕,该文提出将低频背景图像和更高频雨线图像一起送入卷积神经网络进行特征学习,其中对图像提取的是多尺度特征信息,最后得到雨线去除更彻底的复原图像。同时在构造网络模型时利用空洞卷积代替标准卷积来提取图像的特征信息,得到更丰富的图像特征,提高了算法的去雨性能。从实验结果可以看出去雨之后的图像清晰,细节保持度较高。
基于边缘增强引导滤波的光场全聚焦图像融合
武迎春, 王玉梅, 王安红, 赵贤凌
2020, 42(9): 2293-2301.   doi: 10.11999/JEIT190723
[摘要](125) [HTML全文](83) [PDF 7626KB](4)
摘要:
受光场相机微透镜几何标定精度的影响,4D光场在角度方向上的解码误差会造成积分后的重聚焦图像边缘信息损失,从而降低全聚焦图像融合的精度。该文提出一种基于边缘增强引导滤波的光场全聚焦图像融合算法,通过对光场数字重聚焦得到的多幅重聚焦图像进行多尺度分解、特征层决策图引导滤波优化来获得最终全聚焦图像。与传统融合算法相比,该方法对4D光场标定误差带来的边缘信息损失进行了补偿,在重聚焦图像多尺度分解过程中增加了边缘层的提取来实现图像高频信息增强,并建立多尺度图像评价模型实现边缘层引导滤波参数优化,可获得更高质量的光场全聚焦图像。实验结果表明,在不明显降低融合图像与原始图像相似性的前提下,该方法可有效提高全聚焦图像的边缘强度和感知清晰度。
基于卷积神经网络的印刷电路板色环电阻检测与定位方法
刘小燕, 李照明, 段嘉旭, 项天远
2020, 42(9): 2302-2311.   doi: 10.11999/JEIT190608
[摘要](291) [HTML全文](213) [PDF 4673KB](14)
摘要:
色环电阻是印刷电路板(PCB)中最常用的电子元器件之一,主要依靠色环的排列顺序和颜色等视觉信息进行区分,易发生装配错误。但是色环电阻装配质量的人工检测方法效率低、误检率高,而传统的基于图像处理技术的自动检测方法鲁棒性较差,难以解决不同拍摄角度、物距及光照条件下的PCB板色环电阻检测问题。针对这一问题,该文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的PCB板色环电阻自动检测与定位方法,首先采用编码器-解码器结构的卷积神经网络模型及带有权重的交叉熵损失函数的网络训练方法,较好地解决了复杂光照及场景下PCB板色环电阻的图像分割问题;然后采用最小面积外接矩形方法定位单个色环电阻,并通过仿射变换对色环电阻位置进行垂直校正;最后通过高斯模板匹配方法实现了色环电阻的色环定位。采用1270幅PCB图像对该文方法进行了实验和验证,并与传统的基于形态学和基于模板匹配的色环电阻检测方法进行了对比,结果表明,该文方法在召回率、准确率及重叠度等性能指标上具有明显优势,处理速度快,能满足实际应用要求。
用于14位210 MS/s电荷域ADC的4.5位子级电路
薛颜, 于宗光, 陈珍海, 魏敬和, 钱宏文
2020, 42(9): 2312-2318.   doi: 10.11999/JEIT190592
[摘要](85) [HTML全文](52) [PDF 6922KB](3)
摘要:
该文提出了一种用于高速高精度电荷域流水线模数转换器(ADC)的电荷域4.5位前端子级电路。该4.5位子级电路使用增强型电荷传输(BCT)电路替代传统开关电容技术流水线ADC中的高增益带宽积运放来实现电荷信号传输和余量处理,从而实现超低功耗。所提4.5位子级电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中作为前端第1级子级电路,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS, ADC内核面积为3.2 mm2,功耗仅为205 mW。
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